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《武汉理工大学》 2011年
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Cu和Ag对TC4合金耐腐蚀性能与摩擦磨损性能的影响

揭松  
【摘要】:钛合金被广泛应用于航空航天、船舶和生物材料等领域,而在海水以及其它的腐蚀介质中,钛合金的耐腐蚀性能与摩擦磨损性能对它的力学结构、寿命和可靠性都有很大的影响。本文研究了在铸态形态下,Cu和Ag对TC4合金耐腐蚀性和不同介质中腐蚀磨损性的影响。 通过自耗电极真空电弧熔炼法(VAR)在TC4合金中加入不同含量的Cu和Ag,得到TC4—1%Cu、TC4—2%Cu、TC4—1%Ag三种钛合金,利用电化学方法研究了四种钛合金材料在人工海水中的电化学行为,用扫描电子显微镜(SEM)观察了人工海水腐蚀处理后的钛合金表面腐蚀形貌。结果表明,TC4合金在添加Cu和Ag后,腐蚀电位出现正移,腐蚀电流降低,经人工海水腐蚀处理后,TC4合金表面明显要比另外三种钛合金要粗糙,且TC4合金腐蚀损失质量也比另外三种钛合金要大,说明Cu和Ag对TC4的耐腐蚀性能有改善作用。 在腐蚀磨损方面,以Gr15钢球为对磨球,研究了在不同载荷和不同频率下,TC4—1%Cu、TC4—1%Ag和TC4三种钛合金的摩擦系数与磨损量在不同的腐蚀介质中的变化,并用扫描电子显微镜观察了表面磨痕的形貌。结果表明,在三种摩擦介质中,载荷对三种钛合金摩擦系数的影响要大于频率,在常温空气中的摩擦系数要大于另外两种腐蚀溶液介质,并且在两种腐蚀溶液介质中,Cu和Ag都可以降低TC4合金的磨损量,但摩擦系数反而升高。通过SEM对三种钛合金的磨损形貌观察发现,在人工海水中,TC4—Ag和TC4—Cu的磨损机制都是由微切削磨损向疲劳脱落磨损为主的机制转变。在质量份数为3.5%NaCl溶液中,频率一定时,随着载荷的增加,TC4—Ag与TC4—Cu磨损机制主要表现为微切削磨损,中间伴有疲劳磨损的过程;载荷一定时,TC4—Ag与TC4—Cu的磨损机制主要表现为疲劳磨损。TC4在人工海水和质量份数为3.5%NaCl溶液中的磨损机制是微切削磨损机制,在常温空气介质中,不同频率时TC4的磨损机制主要表现为疲劳磨损,频率一定时,随着载荷的增加,磨损机制主要有疲劳磨损转化为微切削磨损。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG146.23

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