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深冷处理对钛合金力学性能及摩擦磨损性能的影响

雷达 李永刚 李文辉 李秀红 杨胜强 王瑶

雷达,李永刚,李文辉, 等. 深冷处理对钛合金力学性能及摩擦磨损性能的影响[J]. 机械科学与技术,2021,40(4):566-571 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200078
引用本文: 雷达,李永刚,李文辉, 等. 深冷处理对钛合金力学性能及摩擦磨损性能的影响[J]. 机械科学与技术,2021,40(4):566-571 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200078
LEI Da, LI Yonggang, LI Wenhui, LI Xiuhong, YANG Shengqiang, WANG Yao. Effect of Cryogenic Treatmenton Mechanical Properties and Wear Resistance Properties of Titanium Alloys[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(4): 566-571. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200078
Citation: LEI Da, LI Yonggang, LI Wenhui, LI Xiuhong, YANG Shengqiang, WANG Yao. Effect of Cryogenic Treatmenton Mechanical Properties and Wear Resistance Properties of Titanium Alloys[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(4): 566-571. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200078

深冷处理对钛合金力学性能及摩擦磨损性能的影响

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200078
基金项目: 国家自然科学基金项目(51705352,51875389)、中国博士后科学基金项目(2018M641682)及山西省高等学校科技创新项目(2019L0139)
详细信息
    作者简介:

    雷达(1994−),硕士研究生,研究方向为精密零件表面光整加工技术,946986931@qq.com

    通讯作者:

    李永刚,副教授,博士,liyonggang_tyut@126.com

  • 中图分类号: TG156.91

Effect of Cryogenic Treatmenton Mechanical Properties and Wear Resistance Properties of Titanium Alloys

  • 摘要: 为了探究深冷处理对TC4钛合显微组织,力学性能及摩擦磨损性能的影响,采用显微硬度计测定钛合金的表面硬度,光学显微镜观测钛合金经深冷处理后微观组织的变化,万能拉伸试验台测定其拉伸性能,利用摩擦磨损仪研究了深冷处理前后钛合金的磨损性能及利用SEM、EDS分析磨痕的微观形貌和化学成分。结果表明:深冷处理可以提高TC4钛合金的显微硬度,深冷处理时间为11 h时其显微硬度可以达到最大值361 HV1,比初始时提高了3.7%。经过深冷处理后不规则的晶体边角破碎,晶体内的组织均匀化提高;深冷处理可以显著提高材料的抗拉强度,屈服极限及弹性模量,提高材料的力学性能;深冷处理后摩擦系数增加,磨损加剧。
  • 图  1  TC4合金拉伸试样尺寸

    图  2  TC4合金拉伸试样实物图

    图  3  深冷处理不同时间后TC4钛合金的硬度

    图  4  深冷处理不同时间后TC4钛合金金相图

    图  5  深冷处理不同时间后TC4钛合金的拉伸应力-应变曲线

    图  6  不同深冷处理时间下TC4钛合金的摩擦因数变化曲线

    图  7  不同深冷处理时间后TC4钛合金的磨痕形貌和EDS成分分析图

    表  1  TC4 钛合金的主要化学成分质量分数 %

    w(Ti)w(Al)w(V)w(Fe)w(C)w(N)w(H)w(O)
    Bal.5.5 ~ 6.83.5 ~ 4.5≤0.3≤0.01≤0.05≤0.015≤0.2
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    表  2  TC4钛合金热处理后的拉伸性能

    深冷处理
    时间/h
    屈服强度σa2/MPa抗拉强度σ0/MPa伸长
    率/%
    084588124
    1191394218
    4594096521
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-30
  • 网络出版日期:  2021-04-16
  • 刊出日期:  2021-04-16

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