Ti6Al4V合金表面渗钽层的制备及力学性能

付光远; 林乃明; 李小凯; Meisam Nouri; 曾群锋; LI Dongyang; 吴玉程

doi:10.16355/j.tyut.1007-9432.20240331

太原理工大学学报 ›› 2025, Vol. 56 ›› Issue (04) : 706 -715. DOI: 10.16355/j.tyut.1007-9432.20240331

Ti6Al4V合金表面渗钽层的制备及力学性能

付光远, 林乃明, 李小凯, Meisam Nouri, 曾群锋, LI Dongyang, 吴玉程

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摘要

【目的】为提高Ti6Al4V（TC4）合金的表面性能，借助双层辉光等离子表面合金化技术在其表面制备渗钽层，结合Taguchi实验设计研究了工艺参数对渗钽层表面硬度的影响。【方法】借助光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能量谱仪分析渗钽层的特征。使用显微硬度计和纳米压入仪对比研究TC4基体和渗钽层的力学性能。【结果】结果表明：得到优化的工艺参数组合：温度750℃，源阴极压差350 V，保温时间2 h。优化工艺参数的渗钽层连续、均匀、致密，主要由α-Ta和金属间化合物相构成。渗钽层表面硬度比TC4基体提高了约3.2倍，其H/E和H³/E²值分别是TC4基体的2.1倍和15.0倍。双辉等离子表面合金化渗钽处理显著提高了TC4合金的抵抗局部塑性变形能力。