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  • 鈦合金TC4材料是由什么組成的

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      鈦合金TC4材料的組成為Ti-6Al-4V,屬于(a+b)型鈦合金,具有良好的綜合力學機械性能。比強度大。TC4的強度sb=1.012GPa,密度g=4.4*103,比強度sb/g=23.5,而合金鋼的比強度sb/g小于18。鈦合金熱導率低。

      鈦合金的熱導率為鐵的1/5、鋁的1/10,TC4的熱導率l=7.955W/m·K。線膨脹系數=7.89*10-6℃,比熱=0.612cal/g·℃。鈦合金的彈性模量較低。TC4的彈性模量E=110GPa,約為鋼的1/2,故鈦合金加工時容易產生變形。TC4(Ti-6Al-4V)和TA7(Ti-5Al-2.5Sn)鈦合金,采用兩種注入方案進行表面改性,試驗表明,鈦合金經離子注入后,提高了顯微硬度,顯著地降低了滑動摩擦系數,有效地提高了耐磨性。為探明其改性機理,對注入與未注入樣品進行了X射線光電子能譜(XPS)分析,獲得滿意的結果。

    寶雞市博瑞德金屬材料有限公司

      試件制備及注入條件

      試件制備

      選航空用的TC4、TA7鈦合金,試件制成圓盤狀,尺寸為40*5mm,所有試件表面均拋光至鏡面。

      離子注入條件

      兩種鈦合金都分別采用兩種注入方案:

     ?、?在TC4及TA7鈦合金試件上濺射鍍Ti,Ti膜總厚度為540nm(5400A)。在鍍Ti膜過程中,同時用(N+ +N+2)進行動態反沖注入,束流能量為50keV,束流密度為45μA/cm2,劑量為7*1017/cm2,靶室真空度為1.33*10-2Pa;

     ?、?在①的基礎上,再注入C+,束流能量為40keV,劑量為3*1017/cm2。

      硬度測量

      用HXD-1000數字式顯微硬度計測量了注入與未注入試件的顯微硬度,測量載荷為4.9×10-2N,測量結果列于表1。

      表1 顯微硬度測量結果

      材料 表面狀態 顯微硬度/MPa 硬度提高倍數

      未注入 2690 0

      TC4 注入(N+ +N+2) 6399 1.38

      注入(N+ +N+2)+C+ 3436 0.28

      未注入 3133 0

      TA7 注入(N+ +N+2) 4276 0.36

      注入(N+ +N+2)+C+ 4073 0.30

      從表1看出,離子注入后,試件的顯微硬度都有不同程度的提高,其中TC4鈦合金注入(N+ +N+2)混合束后硬度約提高1.4倍。

      ●TC4 熱膨脹系數:

      TC4鈦合金具有優良的耐蝕性、小的密度、高的比強度及較好的韌性和焊接性等一系列優點,在航空航天、石油化工、造船、汽車,醫藥等部門都得到成功的應用。

      ●TC4鈦合金力學性能:

      抗拉強度σb/MPa≥895,規定殘余伸長應力σr0.2/MPa≥825,伸長率δ5(%)≥10,斷面收縮率ψ(%)≥25

      ●TC4鈦合金密度:

      4。5(g/cm3)工作溫度-100~550(℃)

      ●TC4鈦合金化學成分:

      TC4含鈦(Ti) 余量,鐵(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氫(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,鋁(Al)5.5~6.8,釩(V)3.5~4.5

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