אַבסטראַקט: אין סדר צו פֿאַרבעסערן די טראָגן קעגנשטעל פאָרשטעלונג לאַזער קלאַדד Ni + TiB2 קאַמפּאַזאַט קאָוטינג צוגעגרייט אויף Ti6Al4V ייבערפלאַך, די השפּעה פון פּודער פאַרהעלטעניש אויף מיקראָסטרוקטורע און מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס איז געלערנט. די לאַזער קלאַדדינג קאָוטינג איז דער הויפּט קאַמפּאָוזד פון TiB, TiB2, α-Ti, β-Ti, NiTi צומיש האַרט לייזונג און TiO2. די קלאַדדינג שיכטע איז דער הויפּט קאַמפּאָוזד פון שוואַרץ יליפּטיקאַל פאַסע, ילאָנגגייטאַד נאָדל-ווי פאַסע און אַרומיק צעל קריסטאַל פאַסע. די שוואַרץ יליפּטיקאַל פאַסע, נאָדל-ווי פאַסע און אַרומיק צעל קריסטאַל פאַסע זענען TiB2, TiB, NiTi, ריספּעקטיוולי. ווען די TiB2 אַדאַטיוו סומע ינקריסיז, די TiB אינהאַלט ינקריסיז, די TiB מעטאַלאָגראַפיק פּאַרטיקאַלז ווערן פּראָסט. די העכסטן מיקראָהאַרדנעסס פון די קלאַדדינג שיכטע ריטשאַז 920. 8 HV1. 0, וואָס איז וועגן 3 מאל אַז פון די Ti6Al4V צומיש, די געוואקסן מיקראָהאַרדנעסס ימפּרוווז די טראָגן קעגנשטעל פּראָפּערטיעס פון די קלאַדדינג קאָוטינג. די קרישלדיק ספּאַלינג ווערט מער ערנסט מיט די מאַסע ינקריסינג, און די קאָמפּאָסיטע קאָוטינג איז נישט פּאַסיק פֿאַר הויך מאַסע טנאָים.
טערמינען: לאַזער קלאַדדינג; Ni + TiB2 קאַמפּאַזאַט קאָוטינג; Ti6Al4V; טראָגן קעגנשטעל פאַרמאָג

קסנומקס. הקדמה

טיטאַניום אַלויז האָבן ויסגעצייכנט פּראָפּערטיעס אַזאַ ווי הויך שטאַרקייַט, נידעריק געדיכטקייַט און גוט קעראָוזשאַן קעגנשטעל, און זענען אָפט געניצט אין אַעראָספּאַסע, מאַרינע ינזשעניעריע, ויטאָמאָביל מאַנופאַקטורינג און אנדערע פעלדער [1]. אָבער, די נידעריק כאַרדנאַס און נעבעך טראָגן קעגנשטעל פון טיטאַניום אַלויז באַגרענעצן זייער ברייט אַפּלאַקיישאַן. אין ייבערפלאַך מאָדיפיקאַטיאָן טעכנאָלאָגיע, לאַזער קלאַדדינג מיט הויך ענערגיע געדיכטקייַט, קליין היץ-אַפעקטאַד זאָנע און שטאַרק מעטאַלערדזשיקאַל באַנדינג האט שטענדיק געצויגן פיל ופמערקזאַמקייַט [2].

פאַרשידענע מאַטעריאַל סיסטעמען זענען ינטראָודוסט אין די לאַזער קלאַדדינג פון טיטאַניום אַלויז, צווישן וואָס קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל סיסטעם איז אַ מער פאָלקס און עפעקטיוו אופֿן [3]. אין די קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל סיסטעם, TiB2 ריינפאָרסמאַנט פאַסע איז געניצט ווי אַ פיזאַבאַל וועג צו פֿאַרבעסערן כאַרדנאַס און טראָגן קעגנשטעל. קי קיי עט על. [1] צוגעגרייט טיב2 / מעטאַל קאַמפּאַזאַט קאָוטינג אויף טי6אַל4וו צומיש דורך לאַזער קלאַדדינג פע, קאָו, קר, ב און C געמישט פּאַודערז, און געלערנט די ווירקונג פון מאַגנעטיק פעלד אויף די מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס און טראָגן פּראָפּערטיעס פון די קאָוטינג. Lin YH et al. [4] געוויינט ריין TiB2 פּודער צו צוגרייטן TiB2/TiB גראַדיענט קאָוטינג אויף טיטאַניום צומיש. די מיקראָהאַרדנעסס געוויזן אַ גאַנג פון גראַדיענט פאַרקלענערן, אָבער די בראָך טאַפנאַס געוויזן אַ גאַנג פון גראַדיענט פאַרגרעסערן. קומאר ס עט על. [5] געלערנט די פּודער געמיש פון Ti6Al4V, CBN און TiO2 לאַזער קלאַדדינג קאָוטינג, און געפֿונען פאַרשידענע סטראַקטשערז אַזאַ ווי נאָדל-שייפּט, סילינדריקאַל רוט-שייפּט און קורץ-לענג דענדריטע-שייפּט. די מעטאַל מאַטריץ קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל (TiN, TiAlN, AlN און TiB2) פון ניטרידע און באָרידע איז געניצט ווי די הויפּט סטראַקטשעראַל פאַסע פון ​​די קאָוטינג צו פֿאַרבעסערן די כאַרדנאַס און טראָגן קעגנשטעל.

ניקאַל אָדער ניקאַל-באזירט צומיש איז אַ ידעאַל מאַטריץ מיט גוט סטראַקטשעראַל פעסטקייַט, הויך טעמפּעראַטור קעגנשטעל, קעראָוזשאַן קעגנשטעל, הויך שטאַרקייַט און גוט וועטטאַביליטי. לאַזער קלאַדדינג פּאַרטאַקאַל ריינפאָרסט קאָמפּאָסיטע קאָוטינג איז געווען צוגעגרייט דורך גלייַך אַדינג ריינפאָרסינג אַגענט אָדער פֿאַרבונדענע עלעמענטן צו די אָפּטימיזעד צומיש פּודער, און לאַזער קלאַדדינג קאָוטינג מיט בייַ מינדסטער צוויי פייזאַז מיט פאַרשידענע מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס וועט ווערן אַ וויכטיק פאָדערונג פֿאַר ייבערפלאַך פֿאַרשטאַרקונג אין דער צוקונפֿט [6]. זו סי עט על. [7] צוגעגרייט טיק / ני 60 קאַמפּאַזאַט קאָוטינג אויף די ייבערפלאַך פון טי 6 אַל 4 וו צומיש דורך לאַזער קלאַדדינג. יו קסל עט על. [2] צוגעגרייט ניקאַל-טיטאַניום קאַרבידע קאַמפּאַזאַץ אויף 20 שטאָל סאַבסטרייט דורך לאַזער קלאַדדינג. די גרויס סומע פון ​​​​טיק פּאַרטיקאַלז אין די Ni/40TiC קאַמפּאַזאַט געשטערט די וווּקס פון ניקאַל קריסטאַלז, ריזאַלטינג אין אַ פיינער מיקראָסטרוקטור פון די Ni/40TiC קאַמפּאַזאַט. די דורכשניטלעך מיקראָהאַרדנעסס פון די Ni/40TiC קאַמפּאַזאַט איז געווען וועגן 851HV, און די רייַבונג קאָואַפישאַנט איז געווען 0.43. וואַנג קי עט על. [8] געלערנט די מיקראָסטרוקטורע און פּראָפּערטיעס פון Ni-באזירט גראַדיענט קאַמפּאַזאַט קאָוטינגז. די קאָאַטינגס קאָנסיסטעד פון ני מאַטריץ, קלאָזעט און קייפל קאַרבידע און באָרידע שווער פאַסעס. די מאַקסימום מיקראָכאַרדנאַס ריטשט 1053.5HV0.2, און די וואַלועס פון רייַבונג קאָואַפישאַנט און טראָגן אָנווער זענען נידעריקער ווי די פון Q345 שטאָל.

אין סדר צו לערנען די מיקראָסטרוקטורע און טראָגן קעגנשטעל פון Ti6Al4V צומיש, Ni און TiB2 געמישט פּאַודערז זענען אויסגעקליבן צו צוגרייטן Ti6Al4V צומיש לאַזער קלאַדדינג לייַערס.

2 עקספּערימענטאַל מאַטעריאַלס און מעטהאָדס
2. 1 עקספּערימענטאַל מאַטעריאַלס
א 100 מם × 100 מם × 10 מם Ti6Al4V צומיש טעלער איז אויסגעקליבן ווי די סאַבסטרייט, און זייַן כעמישער זאַץ און מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס זענען געוויזן אין טאַבלע 1 און טאַבלע 2, ריספּעקטיוולי. זינט Ni פּודער קענען פֿאַרבעסערן די היץ מקור פאַרשפּרייטונג און קאַנסאַנטרייט היץ בעשאַס לאַזער קלאַדדינג, Ni פּודער און TiB2 פּודער זענען אויסגעקליבן צו צוגרייטן אַ קאַמפּאַזאַט קאָוטינג מיט TiB2 ווי די ריינפאָרסמאַנט פאַסע. די מעטאַלאָגראַפיק מאָרפאָלאָגי פון ני פּודער און TiB2 פּודער איז געוויזן אין פיגורע 1.

2. 2 עקספּערימענטאַל מעטהאָדס
אין סדר צו מאַכן די פּודער און די באַזע טעלער טייטלי באַנדיד, מעטשאַניקאַל גרינדינג איז געניצט צו באַזייַטיקן די ייבערפלאַך אַקסייד שיכטע פון ​​די טיטאַניום צומיש טעלער, און 5% HF + 15% HNO3 זויער לייזונג איז געניצט צו באַזייַטיקן ייל סטאַינס. א YSL-3000 קעסיידערדיק פיברע לאַזער איז געניצט צו צושטעלן קעסיידערדיק לאַזער, און די Ti6Al4V טעלער מיט פּריסעט פּודער איז געשטעלט אין אַ 200 מם × 200 מם × 50 מם פּלאַסטיק קעסטל, און אַרגאָן גאַז איז קאַנטיניואַסלי ינדזשעקטיד אין די פּלאַסטיק קעסטל. בעשאַס די לאַזער קלאַדדינג פּראָצעס, די אָרט דיאַמעטער איז 1.8 מם און די סקאַנינג גיכקייַט איז 7 מם / s. ווען די פאַרהעלטעניש פון Ni + TiB2 איז 40%, די לאַזער פּודער פּאַראַמעטערס זענען ריספּעקטיוולי 700W, 900W און 1100W, און די ווירקונג פון לאַזער פּודער אויף מיקראָסטרוקטורע און מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס איז געלערנט; ווען די לאַזער פּודער מאַסע איז 900 וו, די פּודער ריישיאָוז זענען ריספּעקטיוולי Ni + 20% TiB2, Ni + 30% TiB2, Ni + 40% TiB2, און די ווירקונג פון פּודער פאַרהעלטעניש אויף לאַזער פּודער מאַסע איז געלערנט. די סאַמפּאַלז מיט לאַזער קלאַדדינג שיכטע קענען זיין אנגעצייכנט ווי S-1 (P = 700W), S-2 (P = 900W), S-3 (P = 1100W), S-4 (R = Ni + 30% TiB2), S-5 (ר = ני + 40% טיב2).

די X-Ray דיפראַקטאָמעטער (XＲD) ספּעסאַמאַנז, סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּ (SEM) ספּעסאַמאַנז און פאָרשטעלונג פּרובירן ספּעסאַמאַנז זענען צוגעגרייט דורך עלעקטריק אָנצינדן קאַטינג, און די ספּעסאַמאַנז זענען מעטשאַניקאַללי ערד, מעטשאַניקאַל פּאַלישט און קעראָודיד דורך 5% HF + 15% HNO3 זויער לייזונג. די פאַסע זאַץ פון די לאַזער קלאַדדינג שיכטע איז קעראַקטערייזד דורך Brooker D8-שטייַגן מיקראָ-געגנט X-Ray דיפפראַקטאָמעטער (XＲD), און די מיקראָסטרוקטורע פון ​​די לאַזער קלאַדדינג שיכטע איז באמערקט דורך אָפּטיש מיקראָסקאָפּ (OM) און סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּ (SEM). די HV-5 Vickers כאַרדנאַס טעסטער איז געלערנט צו מעסטן די כאַרדנאַס צוזאמען די ייבערפלאַך טיפקייַט פון די לאַזער קלאַדדינג שיכטע. די HＲS-2M הויך-גיכקייַט ריסיפּראָקייטינג רייַבונג און טראָגן טעסטער איז אויסגעקליבן פֿאַר רייַבונג און טראָגן טעסץ. די רייַבונג אַגזיליערי מאַטעריאַל איז געווען Si3N2 סעראַמיק גרינדינג פּילקע מיט אַ דיאַמעטער פון 4 מם. די רייַבונג און טראָגן פּאַראַמעטערס זענען ריסיפּראָקייטינג גיכקייַט פון 200 ר / מין און ריידיאַל מאַסע פון ​​20/40/60 ן.

3 רעזולטאַטן און דיסקוסיע
3.1 XRD פאַסע זאַץ
די XRD פאַסע זאַץ פון די פינף סאַמפּאַלז איז געוויזן אין פיגורע 2. יעדער מוסטער כּולל אַ קליין סומע פון ​​טין אין זייַן כעמישער זאַץ, וואָס איז די סיבה וואָס N אַטאָמס דורכנעמען אין די לאַזער קלאַדדינג שיכטע צו פאַרשאַפן די ניטרידינג אָפּרוף. בעשאַס די לויפן פון די מאָולטאַן בעקן, אַ קליין סומע פון ​​וואַנאַדיום דיסאַלווז אין די טיטאַניום צומיש מאַטריץ מאַטעריאַל, און אין דעם פּראָצעס, די α פאַסע טראַנספאָרמז צו די β פאַסע, אַזוי β-Ti אויס אין פיגורע 2. TiB2 האט אַ דיסאַלושאַן-אָפּזאַץ. כאַראַקטעריסטיש בעשאַס די לאַזער קלאַדדינג פּראָצעס. א קליין סומע פון ​​TiB2 קענען זיין גאָר צעלאָזן, און עטלעכע TiB2 קענען פאַרבינדן מיט Ti צו פאָרעם TiB, און די רוען TiB2 קענען ריקריסטאַלייז. Ti קענען רעאַגירן מיט Ni צו פאָרעם NiTi, Ni3Ti און NiTi2, אָבער Ti און Ni האָבן די זעלבע כעמישער בונד ענערגיע, וואָס מאכט עס גרינגער צו פאָרעם אַ סטאַביל NiTi מעטאַל ינערט קאַמפּאַונד, און Ti אַטאָמס האָבן אַ שטאַרק דיפיוזשאַן קורס, אַזוי Ti און Ni רעאַגירן בלויז צו פאָרעם NiTi［9］. ווי איר קענט זען פֿון פיגור 2, די לאַזער קלאַדדינג שיכטע איז דער הויפּט קאַמפּאָוזד פון TiB, TiB2, α-Ti, NiTi צומיש האַרט לייזונג, TiO2, עטק, און די XRD רעזולטאַטן אויך ווייַזן אַ קליין סומע פון ​​​​β-Ti.

לויט די דורכשניטלעך גיבס פריי ענערגיע, דרייַ ריאַקשאַנז קענען פּאַסירן: זען (1), (2) און (3) אין די פיגור. בעשאַס די לאַזער קלאַדדינג פּראָצעס, Ni און B אַטאָמס קענען רעאַגירן מיט Ti אַטאָמס צו דזשענערייט TiB2, NiTi און TiB. די דורכשניטלעך גיבס פריי ענערגיע ΔG2 <ΔG1 <ΔG3, אַזוי די סדר פון מאַטעריאַל פאָרמירונג איז TiB> NiTi> TiB2.

ווען די פּראָפּאָרציע פון ​​TiB2 פּודער ינקריסיז צו 30%, די טערמאַקעמיקאַל אָפּרוף פאָרמולע (2) פּראַסעסט צו די רעכט. די TiB פאַסע אין די לאַזער קלאַדדינג שיכטע ינקריסיז און די Ti Phase דיקריסאַז. ווען די פּראָפּאָרציע פון ​​TiB2 פּודער האלט צו פאַרגרעסערן צו 40%, די אינהאַלט פון TiB און TiB2 פאַסעס ינקריסיז ווייַטער. אין דערצו, Ni און Ti האָבן אַ שטאַרק קירבות און ביסלעכווייַז פאָרעם NiTi מעטאַליזאַטיאָן. דעריבער, די לעצט הויפּט פּראָדוקטן פון Ni + 40% TiB2 לאַזער קלאַדדינג שיכטע זענען NiTi, TiO2, TiB, TiB2 און Ti.

3.2 מיקראָסטרוקטורע
די סעם סטרוקטור פון Ni + 20% TiB2 לאַזער קלאַדדינג שיכטע איז געוויזן אין פיגורע 3. די קלאַדדינג שיכטע איז דער הויפּט קאַמפּאָוזד פון שוואַרץ יליפּטיקאַל פאַסע, ילאָנגגייטאַד נאָדל פאַסע און אַרומיק סעליאַלער פאַסע. די דורכשניטלעך דיאַמעטער פון די מערסט פונאנדערגעטיילט מיקראָ-פּאַרטאַקאַל פאַסע איז 0.5 ~ 3.0μם. זינט די אַטאָמישע נומער פון ב עלעמענטן איז 5, דער פּראָסט ענערגיע ספּעקטרום אַנאַליזער קען נישט אַקיעראַטלי מעסטן די אינהאַלט פון עלעמענטן מיט אַטאָמישע נומער ווייניקער ווי 10. עלעקטראָן זאָנד X-Ray מיקראָאַנאַליסיס (EPMA) איז געניצט צו מעסטן די פאַרשפּרייטונג און אינהאַלט פון יעדער עלעמענט אין די קלאַדדינג שיכטע [10, 11]. די EPMA רעזולטאַטן אין פאַרשידענע שטעלעס אין פיגורע 3 זענען געוויזן אין טאַבלע 3.

פון טיש 3 זעט מען אז דער כעמישער זאַץ פון די קלאַדדינג שיכטע איז דער עיקר צוזאמענגעשטעלט פון Ti, B, Ni עלעמענטן, און אנטהאלט א קליינע כמות Al און V עלעמענטן. דער אינהאַלט פון Ti און Ni עלעמענטן אין שטעלע אַ איז בייסיקלי די זעלבע, עס איז קיין ב עלעמענט, און NiTi האַרט לייזונג קען עקסיסטירן. די הויפּט עלעמענטן אין שטעלע ב זענען טי און ב, און די אינהאַלט פון ביידע עלעמענטן יקסידז 40%. עס קענען זיין ינפערד אַז די נאָדל-ווי פאַסע אין שטעלע ב איז TiB.

לויט Gibbs ס טערמאָדינאַמיק געזעץ, BB בונד ענערגיע > B-Ti בונד ענערגיע > Ti-Ti בונד ענערגיע [12], וואָס מאכט די וווּקס קורס פון TiB אין זיין אייגענע הייך ריכטונג פאַסטער און פאַסטער ווי די וווּקס ריכטונג פּערפּענדיקולאַר צו זיין אייגן הייך, וואָס מאכט די נאָדל-ווי פאַסע גרינג צו דערשייַנען. דער אינהאַלט פון B עלעמענט אין שטעלע C איז וועגן צוויי מאָל אַז פון Ti עלעמענט. די XRD ספּעקטרום אין פיגורע 2 ווייזט אַז די ינטענסיטי פון די דיפראַקשאַן שפּיץ פון TiB2 איז לעפיערעך הויך. די שוואַרץ יליפּטיקאַל פאַסע אין שטעלע C איז מסתּמא צו זיין TiB2.

די SEM מיקראָסטרוקטורע פון ​​לאַזער קלאַדדינג לייַערס מיט פאַרשידענע פּודער ריישיאָוז איז געוויזן אין פיגורע 4. עס קענען זיין געזען אַז ווען די TiB2 דערצו אינהאַלט איז קליין, די TiB אינהאַלט אין די קלאַדדינג שיכטע דיקריסאַז און זייַן פאַרשפּרייטונג איז אויך מער דיספּערסט. ווען די TiB2 אַדישאַן אינהאַלט ינקריסיז, די TiB אינהאַלט ינקריסיז, די TiB מעטאַלאָגראַפיק פּאַרטיקאַלז ווערן גראָב, און די פאַרשפּרייטונג איז צעוואָרפן. דער דערשיינונג איז געפֿירט דורך די פאַרגרעסערן פון B עלעמענט פּראַמאָוטינג די אָפּרוף צווישן B און Ti עלעמענט.

אין סדר צו לערנען די מיקראָסטרוקטור פון די קאָוטינג, די SEM מיקראָסטרוקטור פון די שפּיץ, מיטן און דנאָ פון די קאָוטינג איז געוויזן אין פיגורע 5.

די עוואָלוציע פון ​​די קלאַדדינג שיכטע סטרוקטור מיט די טיפקייַט גראַדיענט איז זייער קלאָר ווי דער טאָג. א גרויס נומער פון צוויי-פאַסע פּאַרטיקאַלז זענען סינטאַסייזד אין סיטו אין די שפּיץ פון די קאָוטינג, פילע פון ​​וואָס זענען פיינלי קראַשט, און עס זענען אַ קליין נומער פון נאָדל-שייפּט און שייפּט סטראַקטשערז. אין דער זעלביקער צייט, טיב און טיב 2 שווער ריינפאָרסמאַנט פּאַרטיקאַלז קענען פאַרמייַדן יבעריק טעמפּעראַטור אָנווער אין די שפּיץ פון די מאָולטאַן בעקן. נאָך מעלטינג און צעשטערונג, די גריינז אין די קלאַדדינג שיכטע וואַקסן ניט-דירעקטיאָנאַללי אין אַ ירעגיאַלער ריכטונג און שייַעך-נוקלעאַט. די גרייס פון די נייַ פאַסע נאָך נוקלעאַטיאָן איז קליין, וואָס מאכט די פאַסע פּאַרטיקאַלז ראַפינירט [13]. די מיטן פון די קאָוטינג קענען זיין אַפעקטאַד דורך אָלטערנייטינג היץ קאַנוועקשאַן פון שפּיץ צו דנאָ, און אַ גרויס נומער פון עלעמענטן זענען קאַנסאַנטרייטאַד אין די מיטל, אַזוי EPMA קענען נישט דעטעקט באָראָן עלעמענטן, און די שפּיץ פון די קאָוטינג איז קאַמפּאָוזד פון שוואַרץ פּעטאַל-שייפּט פאַסעס. , שוואַרץ פייַן נאָדל-שייפּט פייזאַז און ווייַס העררינגבאָנע פייזאַז.

ווי געוויזן אין פיגורע 6, די רעזולטאַטן פון פלאַך סקאַנינג פון די מיקראָסטרוקטורע ווייַזן אַז עס איז אַ רייַך יוטעקטיק סטרוקטור. די שוואַרץ פּעטאַל-שייפּט פאַסע קען זיין די TiB / TiB2 / TiNiB יוטעקטיק פאַסע, די ווייַס העררינגבאָנע פאַסע איז NiTi, און די אנדערע פייזאַז זענען דעריוואַטיווז פון די טיטאַניום מאַרטענסיטיק פאַסע טראַנספאָרמאַציע. די BES מיקראָסטרוקטורע אין די מיטן פון די 20% TiB2 לאַזער קלאַדדינג קאָוטינג איז געוויזן אין פיגורע 7, מיט פייזאַז פון פאַרשידענע פארבן, ניימלי העל ווייַס, שוואַרץ און טונקל גרוי. די העל איינער איז די NiTi ינטערמעטאַלליק קאַמפּאַונד, די שוואַרץ איינער איז די טיטאַניום-באָראָן געמישט פאַסע, און די טונקל גרוי איינער איז די געמישט פאַסע פון ​​מאַרטענסיטיק טיטאַניום און טיטאַניום אַקסייד. די העררינגבאָנע פאַסע אין די דנאָ פון די לאַזער קלאַדדינג קאָוטינג ביסלעכווייַז ינקריסיז, די שטח פון די טונקל גרוי שיכטע הייבט צו פאַרגרעסערן, און די שוואַרץ פּעטאַל-שייפּט פאַסע און די שוואַרץ פייַן נאָדל-שייפּט פאַסע זענען באטייטיק רידוסט.

3.3 מיקראָהאַרדנעסס
לויט די מיקראָהאַרדנעסס פּרובירן, די כאַרדנאַס פון Ti6Al4V צומיש איז 349.2HV1.0. די מיקראָהאַרדנעסס פאַרשפּרייטונג פון לאַזער קלאַדדינג לייַערס צוגעגרייט מיט פאַרשידענע פּודער ריישיאָוז צוזאמען די טיפקייַט איז געוויזן אין פיגורע 8. עס קענען זיין געזען אַז די מיקראָהאַרדנעסס פון לאַזער קלאַדדינג לייַערס מיט פאַרשידענע פּודער ריישיאָוז איז העכער ווי אַז פון Ti6Al4V צומיש. מיט די פאַרגרעסערן פון TiB2 פּודער פאַרהעלטעניש, די מיקראָהאַרדנעסס ביסלעכווייַז ינקריסיז. ווען די TiB2 פּודער פאַרהעלטעניש איז 40%, די העכסטן מיקראָהאַרדנעסס פון די קלאַדדינג שיכטע ריטשאַז 920.8HV1.0, וואָס איז וועגן 3 מאל אַז פון Ti6Al4V צומיש.

מיט די פאַרגרעסערן פון די טיפקייַט פון די לאַזער קלאַדדינג שיכטע אין אַ זיכער קייט, די מיקראָהאַרדנעסס פון די שיכטע ווייזט אַ גיך אַראָפּגיין גאַנג, און די קרייַז-אָפּטיילונג שיכטע אויבן די באַנדינג ייבערפלאַך פון די סאַבסטרייט און די קאָוטינג ווייזט אַ פלאַקטשויישאַן דערשיינונג פון מיקראָהאַרדנעסס. די קרייַז-אָפּטיילונג שיכטע מיט אַ טיפעניש פון 0.7 צו 0.8 מם איז אין די היץ אַפעקטאַד זאָנע. די מיקראָהאַרדנעסס פון דעם שטח איז וועגן 400HV1.0, און די אַרוף גאַנג פון מיקראָהאַרדנעסס איז זייער פּאַמעלעך. די מיקראָהאַרדנעסס פון די קרייַז-אָפּטיילונג שיכטע אין אַ טיפעניש פון 0.7 צו 0.8 מם איז לעפיערעך הויך ווייַל די האַרדער טיב 2 גריינז אין די לאַזער קלאַדדינג שיכטע האָבן אַ שטאַרק פּראַל קעגנשטעל, און די לאַזער קלאַדדינג פּראָצעס קענען העכערן די פאָרמירונג פון פייַן טיב און פאַרמייַדן קערל גרענעץ דיסלאָוקיישאַן צעטל, דערמיט ימפּרוווינג די מיקראָהאַרדנעסס פון די לאַזער קלאַדדינג שיכטע צוגעגרייט דורך די לאַזער קלאַדדינג פּראָצעס [14].

אונטער דער השפּעה פון די מאָולטאַן בעקן לויפן, די ייבערפלאַך טיב 2 הייבט צו דיפיוז, און עס וועט זיין עטלעכע ריזידזשואַל טיב 2 אין די מיטן פון די קלאַדדינג שיכטע, אָבער די קאַנסאַנטריישאַן וועט נישט זיין צו הויך, און די מיקראָסטרוקטורע [15] וועט אויך פאַרמינערן אַ ביסל . די דנאָ ברעג פון די קלאַדדינג שיכטע איז די היץ-אַפעקטאַד זאָנע. א גרויס סומע פון ​​טי עלעמענטן פלאָוט אַרויף נאָך מעלטינג, ריזאַלטינג אין אַ גרויס דיילושאַן קורס פון די פאָטער מאַטעריאַל צו די מאָולטאַן בעקן, אָן גענוג פֿאַרשטאַרקונג פאַסע, און די היץ-אַפעקטאַד זאָנע האט די לאָואַסט מיקראָהאַרדנעסס [16]. די רעזולטאַטן ווייַזן אַז די אַדישאַן פון TiB2 פּודער באטייטיק ימפּרוווז די כאַרדנאַס פון די קלאַדדינג שיכטע.

3.4 טראָגן קעגנשטעל
די טראָגן קורס פון די לאַזער קלאַדדינג שיכטע מיט דער זעלביקער פּודער פאַרהעלטעניש וועריז מיט מאַסע ווי געוויזן אין פיגורע 9. די טראָגן רייץ פון Ti6Al4V און לאַזער קלאַדדינג לייַערס פאַרגרעסערן מיט די פאַרגרעסערן פון מאַסע, און די טראָגן קורס פון לאַזער קלאַדדינג לייַערס איז פיל נידעריקער ווי אַז פון Ti6Al4V סאַבסטרייט מאַטעריאַלס, ינדיקייץ אַז די טראָגן קעגנשטעל פון קלאַדדינג לייַערס איז זייער ויסגעצייכנט. די טראָגן קורס פון קלאַדדינג לייַערס איז ענג שייַכות צו די אינהאַלט פון שווער פאַסע. ווען די TiB2 פּודער פאַרהעלטעניש ינקריסיז פון 20% צו 30%, די טיב שווער פאַסע צופרידן ינקריסאַז און די טראָגן קורס דיקריסאַז; ווען די TiB2 פּודער פאַרהעלטעניש ינקריסיז פון 30% צו 40%, די TiB שווער פאַסע אינהאַלט ינקריסיז נאָך, און TiB2 איז ארויס, ריזאַלטינג אין די מינימום טראָגן קורס פון בלויז 1.5 × 10-4 mm3 / s.

די SEM טראָגן מאָרפאָלאָגי פון Ti6Al4V אונטער פאַרשידענע לאָודז איז געוויזן אין פיגורע 10. ווי קענען זיין געזען פון פיגורע 10אַ, די טיטאַניום צומיש טראגט זייער קליין טראָגן דעבריס אונטער אַ מאַסע פון ​​20 N, און די טראָגן זאָנע איז ירעגיאַלער, קערווד, און דימענט. שייפּט (זען געגנט א אין פיגורע 10אַ), וואָס ינדיקייץ אַז די Ti6Al4V סאַבסטרייט מאַטעריאַל איז סאַווירלי דאַמידזשד בעשאַס ריסיפּראָקייטינג באַוועגונג. ווען די מאַסע ינקריסאַז צו 40N, די טיפקייַט פון די גאַללי ינקריסיז (זען געגנט ב אין פיגורע 10ב), די אַברייסיוו פּאַרטיקאַלז פאַרגרעסערן ראַפּאַדלי, און טראָגן און דיווייישאַן פאַלן בעשאַס די סאַבסטרייט טראָגן פּראָצעס, אַזוי די אַברייסיוו טראָגן און קלעפּיק טראָגן זענען זייער ערנסט. ווען די מאַסע איז 60N, עטלעכע גרויס פּיץ זענען דזשענערייטאַד אויף די טראָגן ייבערפלאַך (זען געגנט C אין פיגורע 10ק), און אַברייסיוו פּאַרטיקאַלז אַקיומיאַלייט אויף די קראַצן ייבערפלאַך (זען געגנט ד אין פיגורע 10ק). דעריבער, די געוואקסן מאַסע וועט פאַרגיכערן די פּילינג פון די טיטאַניום צומיש מאַטעריאַל בעשאַס די רייַבונג און טראָגן פּראָצעס, און די רייַבונג און טראָגן פאָרשטעלונג פון די טיטאַניום צומיש איז זייער נעבעך. לי דזשן עט על. [17] און Weng F. עט על. [18] אויך געפֿונען ענלעך טראָגן סערפאַסיז פון טיטאַניום אַלויז.

די ני + 40% TiB2 קלאַדדינג שיכטע האט די העכסטן מיקראָהאַרדנעסס און דער בעסטער טראָגן קעגנשטעל. דעריבער, די Ni + 40% TiB2 קלאַדדינג שיכטע אויף די טיטאַניום צומיש ייבערפלאַך איז אויסגעקליבן צו לערנען די טראָגן מעקאַניזאַם פון די לאַזער קלאַדדינג שיכטע. די SEM טראָגן מאָרפאָלאָגי פון די לאַזער קלאַדדינג שיכטע אונטער פאַרשידענע לאָודז איז געוויזן אין פיגורע 11. די מיקראָהאַרדנעסס פון די לאַזער קלאַדדינג שיכטע איז באטייטיק ימפּרוווד, אַזוי די טראָגן פאָרשטעלונג פון די קלאַדדינג שיכטע איז פיל בעסער ווי אַז פון די טיטאַניום צומיש. ווי מען קען זען פון פיגור 11 אַ, די נומער פון אַברייסיוו פּאַרטיקאַלז איז זייער רידוסט און די גרייס איז אויך געווארן פיל קלענערער (זען געגנט א אין פיגור 11 אַ). דאָס איז רעכט צו דער טראָגן פון די שווער פאַסעס פון NiB, TiB2 און TiO2 [5]. עטלעכע קאַלאַפּסט סטראַקטשערז דערשייַנען אין די וואָרן קלאַדדינג שיכטע (זען געגנט ב אין פיגורע 11 ב). די סטרוקטור איז מסתּמא צו זיין שווער פאַסע פּאַרטיקאַלז. די קליינטשיק מעטאַל טשיפּס זענען סטרייפּט רעכט צו זייער הויך מאַסע-שייַכעס קאַפּאַציטעט, אַוווידיד די פאָרמירונג פון גרוווז און סקראַטשיז. ווען די מאַסע ינקריסיז צו 40 N, לאַמעללאַר ספּאַלינג איז מער מסתּמא צו פּאַסירן, די אַברייסיוו שטויב פון די Ni + 40% TiB2 קלאַדדינג שיכטע ינקריסיז באטייטיק, מיקראָפּאָרעס דערשייַנען אויף די וואָרן ייבערפלאַך (זען געגנט C אין פיגורע 11ב), און אַברייסיוו טראָגן און קלעפּיק טראָגן פאַלן אין דער זעלביקער צייַט. ווי די מאַסע ינקריסיז ווייַטער, די אַברייסיוו שטויב פון די קלאַדדינג שיכטע עס הייבט זיך אן צו פארשפרייטן אויף די גאנצע וואָרן ייבערפלאַך, און די טיפקייַט און ברייט פון די מיקראָפּאָרעס פאַרגרעסערן (זען געגנט ד אין פיגורע 11ב). די פענאָמענאַ אַלע אָנווייַזן אַז מיט די פאַרגרעסערן פון מאַסע, קרישלדיק ספּאַלינג ווערט מער ערנסט, און די קאַמפּאַזאַט קאָוטינג איז נישט פּאַסיק פֿאַר הויך מאַסע טנאָים.

4 Conclusion

אין סדר צו פֿאַרבעסערן די טראָגן קעגנשטעל פון Ti6Al4V צומיש, לאַזער קלאַדדינג קאָוטינג איז געווען צוגעגרייט אויף די ייבערפלאַך פון טיטאַניום צומיש מיט ני און טיב2 געמישט פּודער. די רעזולטאַטן זענען געוויזן אונטן.

(1) XRD רעזולטאַטן פון לאַזער קלאַדדינג שיכטע ווייַזן אַז די לאַזער קלאַדדינג שיכטע איז דער הויפּט קאַמפּאָוזד פון TiB, TiB2, α-Ti, β-Ti, NiTi צומיש האַרט לייזונג און TiO2, און מיט די פאַרגרעסערן פון TiB2 פּודער פאַרהעלטעניש, די TiB2 פאַסע אינהאַלט ינקריסיז ווייַטער.

(2) די קלאַדדינג שיכטע איז דער הויפּט קאַמפּאָוזד פון שוואַרץ יליפּטיקאַל פאַסע, ילאָנגגייטאַד נאָדל-ווי פאַסע און אַרומיק סעליאַלער פאַסע. די שוואַרץ יליפּטיקאַל פאַסע איז TiB2, די נאָדל-ווי פאַסע איז TiB, און די אַרומיק סעליאַלער פאַסע איז NiTi. מיט די פאַרגרעסערן פון TiB2 אַדישאַן, די TiB אינהאַלט ינקריסיז און די TiB מעטאַלאָגראַפיק פּאַרטיקאַלז ווערן גראָב.

(3) ווען די TiB2 פּודער פאַרהעלטעניש איז 40%, די מיקראָהאַרדנעסס פון די קלאַדדינג שיכטע ריטשאַז אַ מאַקסימום פון 920. 8הוו1. 0, וואָס איז וועגן 3 מאל אַז פון Ti6Al4V צומיש. די פאַרגרעסערן אין מיקראָהאַרדנעסס ימפּרוווז די טראָגן קעגנשטעל פון די קלאַדדינג שיכטע. ווי די מאַסע ינקריסיז, די קרישלדיק פּילינג פון די קאָמפּאָסיטע קאָוטינג ווערט מער און מער ערנסט, וואָס איז נישט פּאַסיק פֿאַר הויך מאַסע טנאָים.