Nb表面合金化对Ti6Al4V腐蚀行为的影响

采用失重法和电化学扫描法研究了等离子表面合金化技术在Ti6Al4V（TC4）合金表面形成的Ti-Nb合金层及基体材料的腐蚀行为,分析了Nb的渗入对Ti 6Al4V耐蚀性的影响.失重法研究表明：在10%H2SO4和10%HCl溶液中Ti-Nb合金层较基体耐蚀性提高,在10%NaCl溶液中无明显变化;电化学腐蚀研究表明,在5%H2SO4、5%HCl、3.5%NaCl溶液中,Ti-Nb合金层耐蚀性较基体均有不同程度的提高.     

升温离子注入对医用材料Ti6A14V表面改性影响

对Ti6A1 4V合金进行温度范围从 1 0 0℃到 6 0 0℃ ,注入剂量为 4× 1 0 1 7ions.cm- 2 氮离子等离子体源离子注入 (N-PSII)。用俄歇能谱仪 (AES)对注入样品进行元素深度分布剖面分析。用显微硬度计及针盘磨损试验机测试表面改性的效果。利用X射线衍射 (XRD)分析表面改性层结构的变化。利用光学显微镜观察磨痕宽度。分析发现 ,当温度从 1 0 0℃升到 6 0 0℃时 ,注入层厚度明显增加。其中 ,高温注入时获得较高的表面硬度和较好抗磨损性。XRD分析发现 ,随温度升高注入层表面形成TiN和Ti2 N析出相。     

生物医用Ti6Al4V合金表面Nb涂层的耐磨性和耐腐蚀性

为了提高生物医用Ti6Al4V合金的耐磨性和耐腐性能,采用双辉光等离子体表面冶金技术在其表面制备了均匀致密的Nb涂层.结果表明:Nb涂层主要由Nb和金属间化合物AlNbTi2和AlNb2组成.相比Ti6Al4V基材,Nb涂层的显微硬度是其的2倍,Nb涂层的平均摩擦系数和磨损率分别下降了 14％和95.4％,Nb涂层的主要的磨损机制为粘着磨损.Nb涂层的腐蚀电位(Ecorr)和极化电阻(Rp)较高,腐蚀电流密度(Icorr)较低,表明具有优良的耐腐蚀性,且具有Nb涂层的Ti6A14V合金的孔隙率仅为3.1％,大大降低了侵蚀性介质与基材接触的可能性.     

氮离子注入的Ti6Al4V表面分析

利用表面分析技术(AES,XPS,SIMS)研究了经氮离子注入的外科植入材料Ti6Al4V表面成分与键合态,用轮廓仪的测量结果计算了氮离子注入深度及注入氮离子的Ti6Al4V的刻蚀速率。考虑到该合金的基体效应,对AES的定量结果进行了修正。结果表明,注入到合金中的氮离子与合金中的Ti形成高硬度的TiN,N的分布近似为Gauss形式,注入总深度约为350nm,在距表面约140nm处氮量最大,N与Ti的浓度比可达1.1。     

Ti6A14V的射频激励等离子体浸没离子注入

本文利用电感耦合的射频激励产生的氮等离子体对Ti6A14V进行等离子体浸没离子注入．处理结果发现，随射频功率及氮离子注入剂量增加，Ti6A4V表面显微硬度增加；注入能量及剂量对材料摩擦磨损性能有显著影响，而且注入能量不同，最佳注入剂量也相应变化；射频激励下等离子体浸没离子注入具有注入和氮化双重作用．     

Ti6Al7Nb和Ti6Al4V合金的热氧化行为

在600～900℃温度下,0.5～72 h时间范围内空气气氛下对Ti6Al7Nb进行热氧化,根据增重曲线计算其氧化动力学规律,利用XRD、XPS分析表面氧化层的相组成、成分和价态,并以Ti6Al4V合金做为比照.结果表明,Ti6Al7Nb合金较Ti6Al4V合金抗氧化能力更强.同等氧化条件下,Ti6Al7Nb合金的氧化速率常数(k)更小.对短时间(1 h)氧化的样品的表面分析显示:各合金元素均以最高价态或稳定价态存在,其中Al和V被富集,而Nb则贫化;另外,Ti6Al7Nb合金和Ti6Al4V合金氧化层主要由金红石型TiO2(R-TiO2)组成,Al2O3相仅出现在900 ℃Ti6Al4V合金样品中.     

模拟体液中纯钛及Ti6A14V合金的腐蚀行为

采用电化学测试技术研究了人体医用金属材料工业纯钛和Ti6A14V合金在人工模拟体液中的腐蚀行为,结果表明,阳极极化后两种合金均未发现点蚀,工业纯钛的维钝电流密度小于于Ti6A14V合金,前者的阳极极化性能优于后者,Ti6A14V合金缝隙试样在阳极电位超过＋2000mV(vsSCE)后,电流开始急剧增大,发生了缝隙腐蚀;通过电子探针分析发现,在缝隙内Al和V两种元素发生活性溶解。工业纯钛在电位达到＋4000mV/(vsSCE）时仍没有发生缝隙腐蚀。     

Ti6A14V合金中组织定向分布引起的超塑性变形力学各向异性

采用９２０℃下不同应变速率的压缩实验，较为系统地研究了具有明显的组织定向排列的Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ合金非等轴组织的应力应变关系、应力应变速率关系及应变速率敏感性随应变的变化，实验发现在组织取向与应力轴方向之间的夹角不同的情况下，上述各关系具有不同的特征，并从两相变形的特点、变形中的晶粒转动和组织等轴化的角度对实验结果给出了定性的解释。     

Zr添加对TiC/Ti6A14V复合材料组织和性能的影响

用熔铸法制备原位自生TiC/Ti6A14V复合材料,研究Zr元素的添加对TiC/Ti6A14V复合材料显微组织、压缩性能和耐磨性能的影响.结果表明:当zr添加量在1%～4%(质量分数,下同)范围内变化时,初生TiC呈枝晶状,在初生TiC周围伴有花瓣状、片状或须状共晶TiC生成;且随着Zr含量的增加,初生TiC的尺寸减小,共晶TiC的数量增加,复合材料的耐磨性能和压缩性能增强.当zr添加量在6%～10%内时,枝晶状TiC又变得发达,但在此范围内随着Zr含量的增加,复合材料的耐磨性和压缩性能呈下降趋势.当Zr量为4.0%时,复合材料的抗压强度达到峰值.     

Nb/V/Ti微合金化对20MnSi钢组织和力学性能影响

采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术和室温拉伸测试等研究了Nb、V、Ti微合金化元素对20MnSi钢显微组织和力学性能的影响。结果表明：Nb、V、Ti微合金化及其所形成的第二相粒子可以阻碍试验钢的晶界迁移、细化晶粒尺寸,经热轧-空冷后晶粒明显细化,晶粒尺寸可达12级,综合力学性能明显优于20MnSi穿水钢筋,并达到新国标中400 MPa级钢筋所要求的性能指标。根据理论模型计算,晶界强化、固溶强化和位错强化增量分别约占屈服强度的54%、22%和17%,而由于微合金化元素含量较低且所形成的第二相粒子体积分数较低,析出强化增量在试验钢屈服强度中的占比仅约7%,表明Nb、V、Ti微合金化设计而导致的晶粒细化对试验钢力学性能提升所产生的贡献十分显著。     

Ti6Al4V合金离子渗Mo组织结构及其腐蚀性能研究

利用等离子表面合金化技术在Ti6Al4V合金基体上制备渗Mo改性层，并与Ti6Al4V基材对比考察在0.5mol／L HCl溶液中的电化学腐蚀性能及在沸腾的37％HCl中的化学腐蚀性能．结果表明，与基材相比Mo改性层在0.5mol／LHCl溶液中的自腐蚀电位提高，腐蚀速率增大；在37％HCl中腐蚀速率明显降低．     

氮化物涂层对钛合金抗循环氧化性能的影响

用多弧离子镀技术在Ti6Al4V钛合金表面沉积Ti_0.5Al_0.5N/Ti_0.7Al_0.3N复合涂层和Ti_0.6Al_0.3Si_0.1N涂层,研究其在550℃~750℃下的抗循环氧化性能。结果表明,TiAlSiN涂层以及Ti_0.5Al_0.5N/Ti_0.7Al_0.3N复合涂层在550℃和650℃氧化后表面形成薄而连续的保护性富铝氧化膜,显著提高了Ti6Al4V的抗氧化性能。在750℃下,TiAlSiN涂层涂敷的Ti6Al4V依然保持着优异的抗循环氧化性能,而Ti_0.5Al_0.5N/Ti_0.7Al_0.3N复合涂层却不能为钛合金提供有效的防护。     

DOUBLE GLOW PLASMA SURFACE ALLOYING OF Ti6A14V AND TiAl

1. IntroductionThe Double Glbw Plaama Surface Alloying Technique[l,2l is performed in a vacuumglow discharge chamber where two negatively charged electrodes are equipped. One of thetbo cathodbs is a sputtering target made,of one or more of the desired all…     

Ti6Al4V合金氢致脆性磨损机制

用自制的高精度单摆划痕装置,分别测量了ＴｉＡｌ４Ｖ合金在空气以及０．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４溶液中于不同腐蚀电位下腐蚀和腐蚀磨损过程中的比能耗,材料流失量,摩擦系数和动态硬度等。     

溅射TiAlCr涂层对Ti-24Al-14Nb-3V抗氧化性能的影响

研究了溅射Ｔｉ５０Ａｌ１０Ｃｒ及Ｔｉ５０Ａｌ２０Ｃｒ涂层对Ｔｉ２４Ａｌ１４Ｎｂ３Ｖ抗高温氧化性能的影响。结果表明,在８００℃下,Ｔｉ５０Ａｌ１０Ｃｒ及Ｔｉ５０Ａｌ２０Ｃｒ涂层表面由于可形成粘附性良好的Ａｌ２Ｏ３膜,大大改善了Ｔｉ２４Ａｌ１４Ｎｂ３Ｖ的抗高温氧化性能。９００℃时在Ｔｉ５０Ａｌ１０Ｃｒ涂层表面长出大量ＴｉＯ２,导致其氧化增重较大;而在Ｔｉ５０Ａｌ２０Ｃｒ涂层表面生成了连续Ａｌ２Ｏ３,其抗氧化性能良好。然而,由于ＴｉＡｌＣｒ涂层与基体热膨胀系数不同,在循环氧化过程中涂层出现一些裂纹,导致其抗循环氧化性能有所下降。     

合金元素对新型Co-Al-W合金热腐蚀行为的影响

研究了由γ'-Co₃(Al,W)相沉淀强化的新型钴基Co-Al-W 高温合金在800℃、75% Na₂SO₄+25% NaCl熔盐中的热腐蚀动力学及合金元素Mo、Nb、Ta和Ti对合金热腐蚀行为的影响。研究发现,2Mo、2Nb、 2Ta和2Ti合金比9.8W合金具有更好的抗热腐蚀能力,Mo和Ti对提高合金耐热腐蚀能力的效果比Ta和Nb显著。加入合金元素的合金热腐蚀膜由三层组成,即主要由Co氧化物CoO和Co₃O₄组成的腐蚀膜外层,由合金元素、Al、 Co及W复杂氧化物组成的中间过渡层和由Al、Co氧化物组成的腐蚀膜内层。随着腐蚀时间的增加,中间过渡层厚度逐渐增加,热腐蚀膜内、外层厚度变化不大,但内层致密性逐渐增加。     

DOUBLE GLOW PLASMA SURFACE ALLOYING OF Ti6Al4V AND TiAl

In order to improve the wear resistance of titanium alloy Ti6Al4 V and high temper-ature oxidation resistance of intermetallic compound TiAl, the Double Glow PlasmaSurface Alloying Technique (DG technique) was applied to modify the surface proper-ties ofthese materials. Mo, Nb, Cr, Ni were diffused into the substrate materials toform alloyed layers with different properties. This paper shows the microstructures,microhardnesses, distributions of the alloy elements of the alloyed layers. Wear andhigh temperature oxidation tests were carried out. The test results indicate that thewear resistance of Ti6Al4 V and the high temperature oxidation resistance of TiAl wereimproved significantly.     

有机缓蚀剂的表面活性对金属吸附与腐蚀行为的影响

综述了缓蚀剂的表面张力、临界胶束浓度、临界表面张力对金属表面吸附量、界面压和吸附自由能等吸附行为以及对金属的腐蚀活化能、腐蚀速率和缓蚀效率的影响.