TC4钛合金离子渗氮组织与力学性能

针对TC4钛合金易与对磨材料发生粘着、耐磨性差,且在还原性介质(硫酸、盐酸)中耐腐蚀性较差的问题,本文利用离子渗氮技术在TC4钛合金表面制备了厚度约100μm的渗氮层,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析了其显微组织及相结构,测试了其维氏硬度、夏比冲击功及拉伸性能,分析了其断裂行为.结果表明,TC4钛合金离子渗氮层相成分主要有Ti2N、TiN及由Al3Ti、Ti和Ti2N组成的a-Ti固溶体,组织形态为表面层粗大连续α组织和过渡层α+β层片状组织.TC4钛合金离子渗氮后,离子渗氮层硬度较基体提高约2倍,达到800HV0.2,抗拉强度、屈服强度均有明显的提高,断后延伸率和断面收率显著降低,夏比冲击功值略有降低.渗氮层中Ti2N和TiN相是造成TC4钛合金强度提高、塑韧性下降的主要原因.