论文总字数：19609字

摘 要

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。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。钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。

金属钛和钛合金, 由于其高强度低密度和优良的抗化学腐蚀性能, 在很多领域得到广泛应用。但由于其表面耐磨性差, 使其应用范围受到极大限制。

本课题意在通过对钛合金真空扩散氧化表面强化技术研究，从钛合金表面强化技术着手，分析各种方法的优缺点，继而针对钛合金真空扩散氧化表面强化技术研究，采用试验研究的方式，并结合国内外现有研究成果，综合分析出钛合金真空扩散氧化表面强化技术研究的方法及适用性。

关键词：钛合金 表面强化 方法

Study on vacuum diffusion oxidation surface strengthening technology for titanium alloy

abstract

Titanium is an important structural metal developed in1950s. Titanium alloy has high strength, good corrosion resistance and high heat resistance. In the 50~60 century of the twentieth Century, the development of high temperature titanium alloys for aircraft engines and structural titanium alloys for bodies were mainly developed. Titanium alloy is an alloy consisting of titanium and other elements. Titanium alloy has high strength, small density, good mechanical properties, good toughness and corrosion resistance. In addition, titanium alloy has poor process performance and difficult cutting process. It is easy to absorb impurities such as hydrogen, nitrogen and carbon in thermal processing.

Titanium and titanium alloys are widely used in many fields due to their high strength, low density and excellent chemical corrosion resistance. However, due to its poor surface wear resistance, its application scope is greatly restricted.

This course is intended to study the surface strengthening technology of vacuum diffusion oxidation of titanium alloy. From the surface strengthening technology of titanium alloy, the advantages and disadvantages of various methods are analyzed. Then, the research on the surface strengthening technology of vacuum diffusion oxidation of titanium alloy is studied, and the experimental research is adopted and combined with the existing research results at home and abroad, the comprehensive analysis is made. The method and applicability of vacuum diffusion oxidation surface hardening technology for titanium alloy were studied.

KEY WORDS: titanium alloy ; Surface hardening；Method

目录

摘要 I

abstract II

第一章 绪论 1

1.1 钛及其合金的特性及强化意义 1

1.2钛合金一些表面强化技术及其不足 1

第二章 ：TC4钛合金的高温氧化动力学行为 2

2.1 前言 2

2.2 TC4钛合金的高温氧化试验 3

2.3 试验结果与讨论 5

2.4 本章小结 11

3.1 前言 12

3.2 TC4钛合金的真空扩散试验 12

3.2.1 试验装置 13

3.2.2 试验方案 13

3.3 试验结果与讨论 14

3.3.1 试验开展前后宏观形貌 14

3.3.2 真空扩散试验后微观形貌 15

3.3.3 温度和时间对扩散效果的影响（最佳扩散方案） 17

3.3.4 物相分析 19

3.3.5 间隙氧扩散表面强化机理分析 20

3.4 本章小结 21

第四章 管式真空炉技术参数及节能效益 21

第五章 结语 22

参考文献..........................................................................................................................................23

致谢..................................................................................................................................................25

1. 绪论

1.1 钛及其合金的特性及强化意义

钛是近上个世纪中叶发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。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。钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。

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