论文部分内容阅读
作为一种新型结构材料,钛基内生枝晶增韧非晶复合材料具有高强度、高弹性及良好的韧性,但是服役过程中的摩擦损耗以及腐蚀损伤难以避免,磨损及腐蚀行为需要进行深入研究。本研究采用电弧熔炼-铜模吸铸法制备了Ti43Zr27Mo5Cu10Be15内生枝晶非晶复合材料,研究了载荷、转速和温度对其磨损性能的影响;研究了溶液种类、浓度、温度及时间对其腐蚀性能的影响。研究表明:(1)干滑动磨损条件下,随着载荷的增大和转速的加快,Ti43Zr27Mo5Cu10Be15的摩擦系数表现为先下降再上升,磨损量增加;随着温度的升高,摩擦系数逐渐下降,磨损量逐渐减小。在轻载荷、低转速时,Ti基非晶复合材料与GCr15配副的磨损机制主要为磨粒磨损,重载荷和高转速时,粘着磨损占主导地位,温度升高时则以氧化磨损为主。(2)轻载、低速时,Ti43Zr27Mo5Cu10Be15材料中树枝晶相硬化占主导地位;载荷和转速增加到一定程度时,摩擦热的产生和变形程度的增加使非晶基体软化明显,粘着磨损严重;高环境温度,促进了材料表面的摩擦氧化,温度越高,生成的钛氧化物越多。(3)随着NaCl、H2SO4和NaOH溶液浓度的增加,Ti43Zr27Mo5Cu10Be15自腐蚀电位下降;随着HCl溶液浓度的增加,Ti43Zr27Mo5Cu10Be15自腐蚀电位上升。Ti43Zr27Mo5Cu10Be15在NaOH和H2SO4溶液中不发生点蚀;在NaCl和HCl溶液中发生点蚀;随着溶液温度的增加,Ti43Zr27Mo5Cu10Be15自腐蚀电位下降,室温耐蚀性好。(4)腐蚀过程中,非晶基体处于亚稳态更容易被侵蚀、溶解,而非晶/枝晶相界面处存在缺陷优先发生腐蚀。随着氯离子浓度的增加,材料表面的Ti和Zr元素含量减少,导致表面钝化膜致密性下降,材料的腐蚀加快;同时溶液中氧的存在,也会加剧腐蚀。