汤金钢
- 作品数：11 被引量：34H指数：3
- 供职机构：西北工业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：金属学及工艺交通运输工程一般工业技术建筑科学更多>>
- Ti6Al4V钛合金表面Zr-N合金化层的抗高温摩擦磨损性能被引量：12
- 2013年
- 为了改善钛合金的高温耐磨性能,采用锆-氮离子共渗与异步渗(渗锆后再氮化处理)两种工艺技术分别在Ti6Al4V钛合金表面制备致密的锆-氮合金化改性层,对比研究了合金化层的组织结构特征和高温摩擦磨损性能。结果表明,两种工艺制备的Zr-N合金层表面均由ZrN相组成,异步渗改性层的内层则包含较厚的Zr-Ti固溶体,两种等离子表面合金化层均使钛合金表面硬度显著提高。同样温度和处理时间条件下,异步渗合金化层的厚度约为锆-氮共渗合金化层厚度的6倍,且氮化物层也较厚,原因归于前者处理过程中Zr与Ti之间良好固溶特性的充分发挥及ZrN相的扩散障作用的有效抑制。300℃高温下球盘摩擦磨损试验结果表明,由于锆-氮共渗合金化层深度较小,因而改善钛合金基材耐磨性能的效果相对较低。锆-氮异步渗处理则使Ti6Al4V钛合金耐磨性能显著提高,摩擦因数降低50%以上,比磨损率降低2个数量级,原因归于该类合金化层高的表面硬度、大的层深、良好的高温抗氧化性能及优异表面承载能力的有机匹配。
- 汤金钢刘道新唐长斌于首明张晓化
- 关键词：离子氮化高温磨损
- Ti6Al4V钛合金表面阴极辅助离子氮化及其摩擦学性能被引量：2
- 2013年
- 为改善钛合金表面耐磨性能,利用阴极辅助离子氮化技术(CAN)对Ti6Al4V合金表面进行离子渗氮处理,并与传统直流二极离子氮化技术(CPN)作对比.分析了两种技术所制备氮化层的微观形貌、相组成和显微硬度沿层深的分布,通过球盘磨损实验对比研究了两种氮化层的摩擦学特性.结果表明,由于CAN工艺利用了双层辉光放电效应,使得钛合金表面活性氮原子浓度增高,渗氮效率增大,并明显减弱了工作气体离子对钛合金基材表面的轰击损伤作用,故CAN技术所制备氮化试样表面粗糙度比CPN处理的试样降低约1个数量级,表面TiN相所占比例更高,氮化层硬度和层深更大,表面承载能力更强.因此,在高接触载荷下能够获得比CPN技术制备的氮化层更优的耐磨性能,使Ti6Al4V合金表面磨损速率降低约2个数量级.
- 汤金钢刘道新唐长斌张晓化
- 关键词：离子氮化钛合金双层辉光放电
- 离子渗Zr及其与喷丸强化复合对钛合金常规疲劳和微动疲劳行为的影响
- 钛合金具有比强度高、耐腐蚀性能优、高温力学性能好等特点,因此在航空和航天领域中有着广泛的应用潜力。然而,导热性能差、摩擦因素高、硬度低等因素使得钛合金耐磨性能差,对微动疲劳(fretting fatigue,FF)损伤十...
- 刘道新汤金钢张晓化于首明
- 关键词：微动疲劳钛合金喷丸强化
- 钛合金表面等离子体合金化及其性能研究
- 刘道新张晓化汤金钢于首明唐长斌
- 表面工程技术在微动疲劳控制中的应用研究
- 微动疲劳(Fretting Fatigue,缩写为FF)是指材料构件在循环载荷作用下,由于某一部位与其它接触表面间产生小振幅相对滑动(即微动(Fretting))而导致其疲劳寿命降低的现象.FF损伤是各种压配合或收缩配合...
- 刘道新张晓化于首明汤金钢杜东兴唐长斌
- 关键词：微动疲劳表面合金化磨损
- 离子渗ZrN与喷丸复合对TC4合金疲劳行为的影响被引量：3
- 2018年
- 为改善钛合金耐磨和抗疲劳性能,采用离子渗技术在TC4钛合金表面先渗Zr,再渗N形成梯度ZrN合金化层,并与喷丸强化(SP)后处理复合。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和显微硬度计分析测试了改性层的组织结构和硬度沿层深的分布,探讨了改性层对TC4钛合金疲劳性能的影响规律和作用机制。结果表明,TC4钛合金离子渗层由ZrN-TiN复合相表层和富氮的Zr-Ti固溶体次表层组成,表面以ZrN相为主,其硬度较基材提高了3.2倍,合理强度的喷丸后处理未造成渗ZrN层表面明显损伤,并使表层硬度进一步增大,硬度沿层深呈现梯度递减分布。渗ZrN层明显降低了TC4合金的疲劳抗力,此归于ZrN-TiN层韧性低、表面粗糙度大。SP后处理则使渗ZrN的TC4钛合金疲劳抗力显著提高,不仅远高于TC4钛合金基材,而且远大于SP处理状态,原因归于复合处理引入了数值高、分布深的残余压应力场,并使表面粗糙度降低、组织改善,有效抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展。
- 刘道新汤金钢张晓化张晓化于首明刘成松
- 关键词：钛合金喷丸强化
- 钛合金表面辉光离子渗Mo合金化层在航空煤油环境中的摩擦学行为(英文)被引量：4
- 2012年
- 为改善钛合金在航空煤油中的摩擦学性能,采用辉光离子渗技术在Ti6Al4V合金表面制备Mo合金化层。分析合金化层的表面形貌和微观结构,测试合金化层的显微硬度和元素沿层深的分布,对比研究钛合金基体、渗Mo合金化层和5CrMnMo工具钢在航空煤油中分别与GCr15钢及QSn4-3铜合金配副对磨时的耐磨性能,并探讨渗Mo合金化层的表面粗糙度对摩擦磨损行为的影响。结果表明:经表面抛光处理后,钛合金表面辉光离子渗Mo合金化层不仅显著降低了钛合金的摩擦因数,而且有效增强了摩擦配副的耐磨性。渗Mo合金化层的摩擦性能优于5CrMnMo工具钢。实验还发现铜合金配副的磨损体积损失与Mo合金化层的表面粗糙度成正比,这主要是由合金化层与配副表面之间微凸体的磨粒磨损作用决定的。
- 汤金钢刘道新唐长斌张晓化熊华唐宾
- 关键词：TI6AL4V航空煤油MO
- Ti6Al4V合金与AISI420不锈钢表面离子渗Cr及耐磨性被引量：3
- 2013年
- 为了改善钛合金和不锈钢的耐磨性,对Ti6Al4V合金和AISI420马氏体不锈钢表面进行真空辉光离子渗Cr,对比研究了合金化层的组织结构和摩擦磨损性能的相关性。结果表明,两种基材的合金化改性层厚度均达60μm以上,结构致密,结合强度高。Ti6Al4V合金改性层由Cr沉积层、富Cr2Ti层、CrTi4层和Cr-Ti固溶层组成,其中富Cr2Ti层硬度最高,是基材的2.3倍;AISI420不锈钢渗Cr层由Cr沉积层和扩散层组成,扩散层中富含Cr23C6相,二者过渡区的硬度最高,是基材的4.5倍。表面渗Cr显著提高两种材料的耐磨性,这与渗Cr层的物相结构有关。Ti6Al4V合金的Cr沉积层和富Cr2Ti相层均具有优异的耐磨性,而固溶层的耐磨性较差;AISI420钢基材的Cr沉积层和过渡层均具有优异的耐磨性,而扩散层的耐磨性稍差。渗Cr处理使两种基材的磨损机制均由磨粒磨损为主转化为粘着磨损为主。
- 于首明刘道新汤金钢张晓化唐长斌
- 关键词：TI6AL4V合金耐磨性
- 辉光离子渗氮对Ti6Al4V合金在航空煤油中摩擦学性能的影响被引量：2
- 2014年
- 为改善钛合金在航空煤油中的摩擦学性能,采用辉光离子渗氮技术对Ti6Al4V钛合金表面进行改性处理。分析了渗氮层的表面形态、组织结构、显微硬度沿层深的分布,对比研究了钛合金基体、渗氮层和5CrMnMo工具钢在航空煤油中分别与GCr15钢及QSn4-3铜合金配副对磨时的耐磨性能,并探讨了渗氮层的表面粗糙度对摩擦磨损行为的影响。结果表明:Ti6Al4V钛合金表面渗氮层硬度明显高于5CrMnMo工具钢,经表面抛光后处理,其耐磨性能显著优于钛合金基材与5CrMnMo工具钢,同时也有效降低了摩擦配副的表面磨损。研究同时发现QSn4-3铜合金配副的磨损体积损失与渗氮层的表面粗糙度呈线性递增关系,原因归于铜合金配副的磨损失效由渗氮层表面微凸体的磨粒磨损作用及航空煤油的润滑状况决定。
- 汤金钢刘道新唐长斌张晓化熊华唐宾
- 关键词：离子渗氮TI6AL4V合金磨损航空煤油
- TC4合金表面离子渗Zr-N层的常温和600℃高温耐磨性
- 2013年
- 为改善钛合金室温和高温摩擦学性能,分别采用锆-氮离子共渗(Zr+N)与离子渗锆后渗氮(Zr/N)两种工艺在TC4钛合金表面制备锆-氮改性层。利用球盘磨损试验机对比研究了两种Zr-N改性层在室温和600℃高温环境下的摩擦学性能。结果表明,两种工艺制备的Zr-N改性层均由ZrN相组成,Zr/N改性层还包含少量TiN相和较厚的Zr-Ti固溶体,两种等离子表面合金化层均使钛合金表面硬度显著提高。Zr/N改性层比Zr+N离子共渗层表面硬度更高,渗层更深,表面承载能力更强。室温和600℃高温下,Zr/N改性层磨损率比TC4钛合金基材分别降低43倍和21倍;Zr+N共渗改性层磨损率比TC4钛合金基材分别降低24倍和5倍。
- 汤金钢刘道新唐长斌张晓化
- 关键词：等离子表面冶金耐磨性
