真空 ›› 2023, Vol. 60 ›› Issue (4): 1-7.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2023.04.01
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林松盛1, 刘若愚2, 田甜1, 吕亮2, 苏一凡1, 汪云程2, 石倩1, 云海涛2, 唐鹏1, 郑彩凤2, 易出山2
LIN Song-sheng1, LIU Ruo-yu2, TIAN Tian1, LÜ Liang2, SU Yi-fan1, WANG Yun-cheng2, SHI Qian1, YUN Hai-tao2, TANG Peng1, ZHENG Cai-feng2, YI Chu-shan2
摘要: 采用电弧离子镀技术在TC4钛合金表面制备不同厚度的Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜,研究了多层膜厚度对其结构及性能的影响。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、划痕仪、应力测试仪、砂粒冲蚀试验仪和拉伸试验机检测分析了多层膜的表面及截面形貌、微观结构、硬度、结合力、残余应力、抗砂粒冲蚀性能和拉伸性能等。结果表明:随着多层膜厚度的增加,膜层表面颗粒增多,表面质量略有下降,择优取向由(200)晶面逐渐向(111)晶面转变;随着厚度的增加,残余应力逐渐增加,膜层硬度、膜基结合力、裂纹扩展抗力先上升后下降,在厚度为10.58μm时达到最佳,其硬度为3404Hv、结合力为58.6N、裂纹扩展抗力为758.49,抗砂粒冲蚀性能提高3倍以上;TC4钛合金表面镀多层膜后,屈服强度和抗拉强度均略有提升,但断后伸长率降低,当膜层厚度为14.50μm时,断后伸长率较基材降低30%,断裂机制由韧性断裂转变为脆性断裂。在一定范围内增加膜层厚度有利于提升性能,但需合理控制其厚度以减小对钛合金基材的负面影响。
中图分类号: TG174.4;TB43
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