纯钛及TC4钛合金抗空蚀性能的研究pdf乐竞体育- 乐竞体育官方网站- APP

2026-03-03 18:51:41

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　　早在1895年人们就发现流体机械中存在空蚀现象,空蚀破坏严重影响材料的使用寿命。目前空蚀涉及船舶、水工、机械、化工、发电以及生物医学等诸多领域,钛及钛合金在这些领域内都有着广泛的应用。然而,对于纯钛及TC4钛合金的空蚀行为的研究较少,纯钛及TC4钛合金由于硬度较低,其抗空蚀性能不佳,如何有效地提高纯钛及TC4钛合金表面的抗空蚀性能成为急需解决的问题。本文利用超声波磁致伸缩空蚀试验机在实验室条件下对空蚀的过程进行模拟,运用失重法、扫描电子显微镜、显微硬度、XRD等分析方法对纯钛及TC4钛合金的空蚀行为进行分析,并利用固体渗硼和离子注入的方法对纯钛及TC4钛合金进行表面改性,以改善纯钛及TC4钛合金的抗空蚀性能,在优化工艺的基础上初步探讨其作用机理。实验的结果表明1具有较高硬度的TC4钛合金比纯钛在8H的空蚀过程中累积失重量低,TC4钛合金具有更好的抗空蚀性能。2在纯钛和TC4钛合金的表面进行渗硼热处理后,在材料的表面得到了TIB2和TIB的双相渗硼层,渗硼层与基体冶金结合,表面硬度显著的提高。在对渗硼后的试样进行8H空蚀的过程中,渗硼试样的失重量始终保持很低,说明表面的渗硼层对空蚀破坏起到了很好的保护作用。3经NB离子注入后的材料的表面硬度提高了50％,抗空蚀性能在一定程度上得到改善,但由于离子注入层很薄约为100NM,不如固体渗硼处理得到的试样的抗空蚀性能好。在空蚀的初期,离子注入层能够对裂纹和蚀坑的生成起到一定的阻止作用,从而延缓材料的空蚀的进行,随着空蚀时间的延长,由于表面的NB离子注入层被剥离,空蚀的破坏作用的速度将会大大的提升。