论文总字数：15411字

摘 要

本文针对钛合金间隙氧化实验的氧化阶段下，材料反应的的温度时间变化对于材料的影响进行了研究，利用了马弗炉和同步热分析仪对于材料进行了精确的分析，并进行了电镜扫描，分别确认了试样的微观和宏观图像，介绍了钛合金今后的使用前景，以及当下限制其使用的一些技术原因，最终得出了本次试验的结论和展望。

关键词：钛合金 间隙氧扩散技术 氧化实验 氧化膜厚度

Study on oxidation stage of titanium alloy based on interstitial oxidation experiment

Abstract

Based on the oxidation of titanium oxide clearance experiment stage, the temperature of the material response time for material was studied, the influence of the use of muffle furnace and synchronous thermal analyzer has carried on the precise analysis for materials, and the electron microscope scanning, confirmed the macro and micro sample images respectively, using the prospect of the titanium alloy are introduced, and current limit the use of some technical reasons, finally draws the conclusion of the test and prospect.

Keywords: Titanium alloy; Interstitial oxygen diffusion technique; Oxidation experiment; Oxide film thickness

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 钛合金的表面强化技术 2

1.2.1 表面涂覆 2

1.2.2 表面处理 3

1.2.3 表面改性 3

1.2.4 钛合金的氧化和间隙氧扩散表面强化技术 4

1.3金属的高温氧化行为 6

1.3.1金属的高温氧化行为的研究 6

1.3.2金属的高温氧化动力学研究 6

x=Klog log（t t0） A（正对数） （1-2） 7

1.4 钛合金的摩擦行为研究 7

1.4.1 钛合金的摩擦性能 7

1.4.2 钛合金渗氧强化之后的摩擦性能 7

1.5 本文的主要研究内容 8

第 2 章 TC4 钛合金在600℃和800℃的高温氧化行为研究 11

2.1前言 11

2.2实验所需仪器 11

2.3 实验材料的制备 13

2.4 实验方案 14

2.5 实验结果与讨论 15

2.5.1高温氧化后TC4 钛合金的宏观形貌及电镜图片 15

2.5.2 表面的微观形貌分析 16

2.5.3 钛合金氧化的增重曲线 18

2.5.4截面的微观组织分析 20

2.5.5最优的氧化工艺 21

2.6 本章结论 22

第3章 经济效益 23

第4章总结与展望 24

4.1主要工作总结 24

4.2论文的创新之处 24

4.3工作展望 25

参考文献 26

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 钛合金的表面强化技术 2

1.2.1 表面涂覆 2

1.2.2 表面处理 3

1.2.3 表面改性 3

1.2.4 钛合金的氧化和间隙氧扩散表面强化技术 4

1.3 金属的高温氧化行为 6

1.3.1 金属的高温氧化行为的研究 6

1.3.2 金属的高温氧化动力学研究 6

1.4 钛合金的摩擦行为研究 7

1.4.1 钛合金的摩擦性能 7

1.4.2 钛合金渗氧强化之后的摩擦性能 7

1.5 本文的主要研究内容 8

第 2 章 TC4 钛合金在600℃和800℃的高温氧化行为研究 10

2.1 前言 10

2.2 实验材料的制备 10

2.3 实验所需仪器 12

2.4 实验方案 13

2.5 实验结果与讨论 14

2.5.1 高温氧化后TC4 钛合金的宏观形貌及电镜图片 14

2.5.2 表面的微观形貌分析 15

2.5.3 钛合金氧化的增重曲线 17

2.5.4 截面的微观组织分析 19

2.5.5 最优的氧化工艺 10

2.6 本章结论 21

第3章 总结与展望 23

3.1 主要工作总结 23

3.2 论文的创新之处 23

3.3 工作展望 24

参考文献 25

致谢

绪论

引言

钛合金是一种兴起于50年代的重要结构性金属，对比其他的传统金属材料，钛合金具有许多其他金属难以企及的优点。例如：优秀的耐腐蚀能力、高比强度、高熔点、较强的生物相容性、高疲劳性能。并且具有一定的抵抗大气、有机溶液、含氧介质、碱性介质以及无机盐腐蚀的能力。由于具有这些优点，钛合金被广泛应用航空航天、生物医疗和国防军工等领域^{[[1]][[2]][[3]]} 。

航空行业，，美国最早成功的在飞机上应用了钛合金，

而钛合金优秀的生物相容性使其在生物科学以及医疗领域也发挥了极大的作用，（占 70%以上），例 如 ：在 血管系统植入器械（人工关节、心脏瓣膜和血管支架等）方面[^[4]]。另外， 钛合金还可以应用于船舶设备中，钛合金具有的高比强度和出色的耐腐蚀的性能，可以在很大程度上减轻船舰的重量，极大程度上缩短舰船的维护周期，以达到节省成本的目的。

但是，钛及钛合金自身有很多缺点，如：耐磨性差、硬度低、抗微动疲劳性差。这些缺点限制了钛和钛合金的更广泛应用^[4]，因此，如何提升钛合金的表面抗力这个问题，有着重大的研究价值和意义。长久以来，对于如何提高钛合金的表面性能这个课题，国内外的学者设想并实践了很多强化技术，这些强化技术的重点在于提高钛合金的表面硬度以及耐磨性能。现今，钛合金的强化处理已经从传统的电镀技术，发展到现在的等离子喷涂技术，正在向着多种技术综合应用的方向发展[^[5]]。

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