一、前言

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

二、 Ti-6Al-4V（TC4）

钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V，具有良好的综合力学机械性能，比强度大。钛合金的热导率低，钛合金的热导率为铁的1/5、铝的1/10，TC4的热导l=7.955W/m#183;K。线膨胀系数为7.89#215;10^-6℃，比热为0.612cal/g#183;℃。钛合金其弹性模量较低。TC4的弹性模量E=110GPa，约为钢的1/2，所以钛合金加工时容易产生变形。TC4(Ti-6Al-4V)和TA7(Ti-5Al-2.5Sn)钛合金，采用两种注入方案进行表面改性，经试验后表明，钛合金经离子注入后，提高了显微硬度，显著地降低了滑动摩擦系数，有效地提高了耐磨性。为探明其改性机理，对注入与未注入样品进行了X射线光电子能谱(XPS)分析，获得满意的结果^[6]。

2.1 TC4钛合金力学性能

抗压强度σb≥895Mpa，规定残余拉伸应力σr≥825Mpa，伸长率δ5≥10%，断面收缩率ψ≥25%。

2.2 钛合金密度

4.5（g/cm3）工作温度100～550（℃）。

2.3 钛合金化学成分

TC4含钛(Ti)余量，铁(Fe)≤0.30，碳(C)≤0.10，氮(N)≤0.05，氢(H)≤0.015，氧(O)≤0.20，铝(Al)5.5～6.8，钒(V)3.5～4.5。