氮化物增強(qiáng)鈦鋁合金化層的組織結(jié)構(gòu)及高溫性能表征設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

XX設(shè)計(jì)（XX）題目：氮化物增強(qiáng)鈦鋁合金化層的組織結(jié)構(gòu)及高溫性能表征________________________英文題目：Microstructureandhightemperaturepropertiesofnitrideenhancedtitaniumaluminumalloylayer學(xué)院：________________________專(zhuān)業(yè)：________________________姓名：________________________學(xué)號(hào)：________________________指導(dǎo)教師：________________________20XX年12月10日I1緒論世界鈦工業(yè)從1979年到1980年是最繁榮的時(shí)期，主要是因?yàn)槊绹?guó)波音民用噴氣運(yùn)輸機(jī)制造增加的緣故，據(jù)測(cè)算，目前客機(jī)制造使用鈦加工材的數(shù)量占到飛機(jī)自重的20%左右，隨著鈦材在這一領(lǐng)域應(yīng)用研究的深入，用量將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。宇航應(yīng)用材要求高強(qiáng)度、耐熱性，斷裂強(qiáng)度高，宇航飛船和航天飛機(jī)往返地球軌道間的有效載重量大，鈦合金具備上述特點(diǎn)，在宇航工業(yè)上獲得了巨大的發(fā)展，成為金屬鈦消費(fèi)最大的用戶(hù)，從板、管材到鑄件、鍛件，占到鈦加工材料的60%的比例。薄壁焊接鈦管的制作機(jī)械性能和耐蝕性高的金屬鈦制作的薄壁焊接鈦管，不僅尺寸精度高，而且質(zhì)量穩(wěn)定，適合大量生產(chǎn)，被廣泛應(yīng)用于海水冷凝器。本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)自于教師在研的科研課題，主要針對(duì)鈦合金抗氧化性差的特點(diǎn)，對(duì)鈦合金進(jìn)行合金化改性處理。系統(tǒng)地分析了合金化層的組織結(jié)構(gòu)、抗高溫氧化能力及高溫摩擦學(xué)特性，從而制備出能夠顯著提升鈦合金高溫性能的合金化涂層。1.1鈦及鈦鋁合金研究發(fā)展現(xiàn)狀英國(guó)化學(xué)家和礦物愛(ài)好者雷格爾（WilliamGregor）牧師于1789年在英格蘭未納金地區(qū)的黑磁鐵礦砂中發(fā)現(xiàn)了一種新奇的物資。時(shí)隔六年之后的1795年德國(guó)化學(xué)家MH克勞普魯斯（MartinHeinrichKlaproth）在礦物金紅石中也發(fā)現(xiàn)了這樣的物質(zhì)，是一種新元素生成的氧化物?？藙谄蒸斔拱阉扔鳛楣畔ＥD的泰坦神（Titans）叫做鈦（Titanium，化學(xué)元素符號(hào)為T(mén)i。一百多年以后，1910年紐約Troy區(qū)RensselaerPloytechnicInstitute的MatthewAlbertHunter通過(guò)加熱放在鋼彈容器中的TiCl4和Na的混合物制取了金屬鈦。最終盧森堡化學(xué)家WilhelmJustinKroll于1932年用TiCl4和Ca制取了大量的鈦，他被稱(chēng)為鈦工業(yè)之父。第二次世界大戰(zhàn)初期，他到美國(guó)避難并在美國(guó)礦務(wù)局證明了用Ca取代鎂作為還原劑還原TiCl4可以商業(yè)化地提煉鈦。直到今日，該方法仍然是應(yīng)用最廣泛的工藝，被稱(chēng)為“Kroll工藝”。第二世界大戰(zhàn)后，鈦合金很快成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵材料。1948年杜邦公司首先開(kāi)始商業(yè)化生產(chǎn)金屬鈦。中國(guó)鈦研究和工業(yè)化生產(chǎn)起步并不晚，從1954年北京有色金屬研究總院開(kāi)始研究，國(guó)家于1956年已把鈦列入了科學(xué)技術(shù)發(fā)展十二年規(guī)劃的第十六個(gè)項(xiàng)目。1958年在撫順?shù)X廠實(shí)現(xiàn)了海綿鈦的半工業(yè)化生產(chǎn)。1960年在沈陽(yáng)有色金屬加工廠鈦車(chē)間熔鑄車(chē)間鑄造出了鈦錠并加工成鈦材。到20世紀(jì)60年代中期實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，并建立了遵義鈦廠和寶雞有色金屬加工廠。直到今天，航空航天工業(yè)融入是鈦及鈦合金的主要應(yīng)用領(lǐng)域，其他領(lǐng)域如建筑、醫(yī)藥、能源、海洋和近海、體育休閑以及交通運(yùn)輸?shù)鹊膽?yīng)用需求也正日益增加。

1.2鈦合金的分類(lèi)目前，普遍公認(rèn)的鈦合金分類(lèi)方法，仍然是五十年代初期提出的按照退火狀態(tài)下的相組成進(jìn)行分類(lèi)的方法，將鈦合金劃分為α型α+β型和β型。近三十年來(lái)，各種不同性能特點(diǎn)的鈦合金越來(lái)越多，各種不同方式的熱處理日益獲得實(shí)際應(yīng)用。隨著鈦合金研究與應(yīng)用的迅速發(fā)展，現(xiàn)有鈦合金分類(lèi)方法的局限性也越加明顯。α型鈦合金，包括工業(yè)純鈦和只含有α穩(wěn)定元素的合金；

(2)近α型鈦合金，β穩(wěn)定元素含量小于C的合金；馬氏體α+β型鈦合金β穩(wěn)定元素含量C1到Ck的合金，這類(lèi)合金可以簡(jiǎn)稱(chēng)為α+β型鈦合金；近亞穩(wěn)定β型鈦合金，β穩(wěn)定元素含量Ck到C3的合金，這類(lèi)合金可以簡(jiǎn)稱(chēng)為近β型鈦合金；亞穩(wěn)定β型鈦合金，β穩(wěn)定元素含量從C3Cβ的合金，這類(lèi)合金可以簡(jiǎn)稱(chēng)為β型鈦合金；穩(wěn)定β型鈦合金，β穩(wěn)定元素含量超Cβ的合金。不同種類(lèi)的β穩(wěn)定元素，對(duì)β相的穩(wěn)定效果差別很大。所以又以合金鉬當(dāng)量為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各國(guó)研制的β鈦合金進(jìn)行了細(xì)致的分類(lèi)。當(dāng)合金鉬當(dāng)量大于25%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)下同）時(shí)，合金是穩(wěn)定β鈦合金，穩(wěn)定β型鈦合金在室溫具有穩(wěn)定的β相組織，退火后為全β相，具有良好的耐腐蝕性、熱強(qiáng)性、熱穩(wěn)定性，可焊接和冷成型，無(wú)熱處理效應(yīng)；當(dāng)合金中鉬當(dāng)量在13.8%~25%時(shí)，這類(lèi)合金是亞穩(wěn)定β鈦合金，β元素穩(wěn)定系數(shù)Kβ為1.37~2.38，β鈦合金含有臨界濃度以上的β穩(wěn)定元素，從β相區(qū)固溶處理后急速冷卻幾乎全部為亞穩(wěn)定β相；鉬當(dāng)量在8.5%、10.8%的合金屬于近β型鈦合金，近β型鈦合金前蘇聯(lián)也叫過(guò)渡型α+β鈦合金，該類(lèi)合金含有臨界濃度附近的β穩(wěn)定元素，β元素穩(wěn)定系數(shù)Kβ為1.10，合金兼有α+β兩相和亞穩(wěn)定β相合金的性能特征。值得注意的是，由于合金設(shè)計(jì)中對(duì)添加不同合金元素研究的側(cè)重點(diǎn)不同，因而計(jì)算鉬當(dāng)量的表達(dá)式有一定的差別，當(dāng)然這個(gè)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)有差別，但差別不會(huì)太大。

1.3鈦鋁合金的應(yīng)用飛機(jī)制造業(yè)世界鈦工業(yè)從1979年到1980年是最繁榮的時(shí)期，主要是因?yàn)槊绹?guó)波音民用噴氣運(yùn)輸機(jī)制造增加的緣故，據(jù)測(cè)算，目前客機(jī)制造使用鈦加工材的數(shù)量占到飛機(jī)自重的20%左右，隨著鈦材在這一領(lǐng)域應(yīng)用研究的深入，用量將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。宇航應(yīng)用材要求高強(qiáng)度、耐熱性，斷裂強(qiáng)度高，宇航飛船和航天飛機(jī)往返地球軌道間的有效載重量大，鈦合金具備上述特點(diǎn)，在宇航工業(yè)上獲得了巨大的發(fā)展，成為金屬鈦消費(fèi)最大的用戶(hù)，從板、管材到鑄件、鍛件，占到鈦加工材料的60%的比例。機(jī)械性能和耐蝕性高的金屬鈦制作的薄壁焊接鈦管，不僅尺寸精度高，而且質(zhì)量穩(wěn)定，適合大量生產(chǎn)，被廣泛應(yīng)用于海水冷凝器冷凝管，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋁黃銅管、海水淡化設(shè)備，化學(xué)、石油工業(yè)設(shè)備制造，煉鐵廠、空調(diào)、冷凍機(jī)、發(fā)電機(jī)等制造領(lǐng)域。由于化學(xué)工業(yè)新工藝的開(kāi)發(fā)，應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，所處理的液體腐蝕性更加強(qiáng)烈，再加上處理環(huán)境的高溫高壓條件，促進(jìn)了鈦合金在這一領(lǐng)域的優(yōu)異的結(jié)構(gòu)材料，被廣泛應(yīng)用于洗滌塔、下水道污水清理設(shè)備、廢物焚燒爐、工業(yè)廢液處理設(shè)備的制作等。船舶制作最基本、最重要的要素就是強(qiáng)度大、比重輕、耐腐蝕，由于鈦合金具備了上述特點(diǎn)，所以在這了領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，特別是深海潛水調(diào)查船、潛水艇。由于鈦的生物適應(yīng)性，即對(duì)身體組織幾乎沒(méi)什么影響，不會(huì)引起炎癥、過(guò)敏性、變態(tài)反應(yīng)，不會(huì)使血液凝固，在鈦材料上，細(xì)胞可以再生，骨骼可以生長(zhǎng)等等，被作為醫(yī)療外科用的植入材料，用在骨骼整補(bǔ)、脊椎固定，齒列矯正和假牙制作等人早嵌入件。由于鈦的高比強(qiáng)特性，作為陸地行駛的汽車(chē)用料，鈦很早就被人們關(guān)注，但目前僅用于賽車(chē)的制造，以符合賽車(chē)要求的更輕量化，更高速度化，用于賽車(chē)的進(jìn)氣閥、排氣閥、閥檔板、連接桿等的制作。1.4鈦合金的合金化原理鈦合金的性能由Ti同合金元素間的物理化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)來(lái)決定，即由形成的固溶體和化合物的特性以及對(duì)α?β轉(zhuǎn)變的影響等來(lái)決定。而這些影響又與合金元素的原子尺寸、電化學(xué)性質(zhì)（在周期表中的相對(duì)位置）、晶格類(lèi)型和電子濃度等有關(guān)。但作為T(mén)i合金與其它有色金屬如Al、Cu、Ni等比較，還有其獨(dú)有的特點(diǎn)，如：（1）利用Ti的α?β轉(zhuǎn)變，通過(guò)合金化和熱處理可以隨意得到α、α+β和β相組織。（2）Ti是過(guò)渡族元素，有未填滿(mǎn)的d電子層，能同原子直徑差位于±20％以?xún)?nèi)的置換式元素形成高濃度的固溶體；（3）Ti及其合金在遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熔點(diǎn)的溫度中能同O、N、H、C等間隙式雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使性能發(fā)生強(qiáng)烈的改變；（4）Ti同其它元素能形成金屬鍵、共價(jià)鍵和離子鍵固溶體和化合物。Ti合金合金化的主要目的是利用合金元素對(duì)α或β相的穩(wěn)定作用，來(lái)控制α和β相的組成和性能。各種合金元素的穩(wěn)定作用又與元素的電子濃度（價(jià)電子數(shù)與原子的比值）有密切關(guān)系，一般來(lái)說(shuō)電子濃度小于4的元素能穩(wěn)定α相，電子濃度大于4的元素能穩(wěn)定β相，電子濃度等于4的元素，既能穩(wěn)定α相，也能穩(wěn)定β相。工業(yè)用Ti合金的主要合金元素有Al、Sn、Zr、V、Mo、Mn、Fe、Cr、Cu和Si等，按其對(duì)轉(zhuǎn)變溫度的影響和在α或β相中的固溶度可以分為三大類(lèi)。能提高相變點(diǎn)，在α相中大量溶解和擴(kuò)大α相區(qū)的元素叫α穩(wěn)定元素；能降低相變溫度，在β相中大量溶解和擴(kuò)大β相區(qū)的元素叫β穩(wěn)定元素；對(duì)轉(zhuǎn)變溫度影響小，在α和β相中均能大量溶解或完全互溶的元素叫中性元素。按合金元素與Ti的反應(yīng)特點(diǎn)或二元狀態(tài)圖的類(lèi)型。Al、Ga、Sn和間隙式元素C、N、O等與Ti形成這種狀態(tài)圖。這些元素分別屬于ⅢB~ⅥB族，外層電子（S、P）數(shù)＜4，如Al為3S2P1，故為α穩(wěn)定元素；Sn的外層電子為5S2P2=4，對(duì)相變溫度影響小，故又屬于中性元素。其穩(wěn)定狀態(tài)圖如下圖1所示：圖11.5本課題研究的主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)的題目是氮化物增強(qiáng)鈦鋁合金化層的組織結(jié)構(gòu)及高溫性能表征，其具體包括以下內(nèi)容：（1）檢索查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，市場(chǎng)調(diào)研，了解氫化物增強(qiáng)鈦鋁合金化層的組織結(jié)構(gòu)及高溫性能表征的研究情況。（2）實(shí)驗(yàn)材料及方法的選取。（3）激光表面合金化層的組織結(jié)構(gòu)與室溫力學(xué)性能。（4）激光表面合金化層的高溫性能。（5）撰寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。2氮化物增強(qiáng)鈦鋁合金化層的組織結(jié)構(gòu)及高溫性能分析2.1鈦合金激光表面復(fù)合合金化層的組織結(jié)構(gòu)激光表面處理是使用激光束進(jìn)行加熱，使工件表面迅速熔化一定深度的薄層，同時(shí)采用真空蒸鍍、電鍍、離子注入等方法把合金元素涂覆于工件表面，在激光照射下使其與基體金屬充分融合，冷凝后在模具表面獲得厚度為10～1000μm具有特殊性能的合金層，冷卻速度相當(dāng)于激冷淬火。如在H13鋼表面采用激光快速熔融工藝進(jìn)行處理，熔區(qū)具有較高的硬度和良好的熱穩(wěn)定性，抗塑性變形能力高，對(duì)疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展有明顯的抑制作用。最近，薩哈和達(dá)霍特若采用在H13基材上進(jìn)行激光熔覆VC層的方法，研究表明，獲得的模具表面實(shí)質(zhì)是連續(xù)、致密無(wú)孔的VC鋼復(fù)合覆層，它不僅有很強(qiáng)的在600℃下的氧化抗力，而且有很強(qiáng)的抗熔融金屬還原的能力。23電火花沉積金屬陶瓷工藝在表面改性技術(shù)的不斷發(fā)展中，出現(xiàn)了一種電火花沉積工藝。該工藝在電場(chǎng)作用下，在母材表面產(chǎn)生瞬間高溫、高壓區(qū)，同時(shí)滲入離子態(tài)的金屬陶瓷材料，形成表面的冶金結(jié)合，而母材表面也同時(shí)發(fā)生瞬間相變，形成馬氏體和微細(xì)奧氏體組織。這種工藝不同于焊接，也不同于噴鍍或者元素滲入，應(yīng)該是介于兩者之間的一種工藝。它很好地利用了金屬陶瓷材料的高耐磨、耐高溫、耐腐蝕的特性，而且工藝簡(jiǎn)單，成本較低廉。激光表面處理示意圖如圖2所示：圖2鋁合金：鋁中加入適量Si、Cu、Mg、Zn、Mn等主加元素和Cr、Ti、Zr、B、Ni等輔加元素，組成鋁合金分類(lèi)：變形鋁合金：成分在D點(diǎn)以左的合金，加熱至固溶線(xiàn)DF以上溫度得到均勻的單相α固溶體，塑性好，適于進(jìn)行鍛造、軋制等。鑄造鋁合金：成分在D點(diǎn)以右的合金，存在共晶組織，塑性較差，不宜壓力加工，但流動(dòng)性好,適宜鑄造。

強(qiáng)化手段：1、第二相強(qiáng)化①時(shí)效強(qiáng)化：合金中的Cu、Li、Si等元素及合金中的化合物Mg2Si、MgZn2、S（CuMgAl2）相隨溫度變化固溶度有較大的變化，所以經(jīng)淬火及時(shí)效后合金顯著強(qiáng)化。②通過(guò)機(jī)械或化學(xué)方法外加引（如ODS）2、固溶強(qiáng)化：Al中，固溶度以Zn、Mg、Cu最大，Mn、Si、Ni、Ti、Cr次之，以Pb最小3、加工硬化4、細(xì)晶強(qiáng)化:變質(zhì)處理、控制變形程度和再結(jié)晶溫度與時(shí)間鋁合金中沉淀相：θ相（CuAl2）、S相（Al2CuMg）、η相（MgZn2）、β相Mg2Siδ相（AlLi）變形鋁合金——小于F點(diǎn)的合金：不可熱處理強(qiáng)化的鋁合金這類(lèi)合金主要靠加工硬化、固溶強(qiáng)化（Al-Mg）、彌散強(qiáng)化（Al-Mn）或幾種方式（Al-Mg-Mn）共同起作用。F~D之間的合金：可熱處理強(qiáng)化的鋁合金主要有：Al-Cu-Mg和Al-Cu-Mn系合金（2000系列），Al-Mg-Si系合金（6000系列），Al-Zn-Mg–Cu系（7000系列鑄造鋁合金——變質(zhì)處理以細(xì)化組織——沉淀強(qiáng)化先進(jìn)工藝：可以獲得遠(yuǎn)離平衡態(tài)的組分和結(jié)構(gòu)，可擴(kuò)大元素的固溶度，大大細(xì)化晶粒和第二相，大大減輕甚至消除偏析，以及形成非平衡的晶態(tài)和準(zhǔn)晶態(tài)金屬間化合物相——快速凝固技術(shù)(RS)——機(jī)械合金化技術(shù)(MA)，輔助激光束的結(jié)構(gòu)圖如下圖3所示:圖32.2鈦合金激光表面復(fù)合合金化層的高溫性能鍛態(tài)高溫鈦合金為近α型鈦合金，顯微組織為網(wǎng)籃組織.拉伸力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明：從室溫到700℃，鍛態(tài)Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系高溫鈦合金均展現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能.在700℃的條件下，其抗拉強(qiáng)度仍然可以達(dá)到近550MPa，延伸率達(dá)到15%。鈦合金以其密度低、比強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕和焊接性好等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用.從使用溫度來(lái)看，傳統(tǒng)的及現(xiàn)有的成熟高溫鈦合金已不能滿(mǎn)足技術(shù)指標(biāo)要求，目前世界各國(guó)研究的高溫鈦合金成分均為T(mén)i-AI-Sn-Zr-Mo-Si系，最高使用溫度僅為600CC，盡管?chē)?guó)內(nèi)外對(duì)高溫鈦合金進(jìn)行了大量的研究工作，近20年來(lái)高溫鈦合金使用溫度沒(méi)有得到進(jìn)一步的突破.隨著航空航天工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有高溫鈦合金的力學(xué)性能，已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足構(gòu)件對(duì)更高工作溫度的性能要求，因此，急需發(fā)展能夠滿(mǎn)足在600℃以上使用的新型高溫鈦合金.本文研制了一種可以在600℃-700℃短時(shí)使用的Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系高溫鈦合金，制備出鍛坯，并系統(tǒng)研究了鍛態(tài)高溫鈦合金的顯微組織和力學(xué)性能。3實(shí)驗(yàn)材料和方法的選取本文所用Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系高溫鈦合金的名義成分為：Ti-6Al-3Sn-10Zr-0.8Mo-INb-IW-O.25Si.實(shí)驗(yàn)所使用的原材料為0級(jí)海綿鈦，高純鋁、純錫、海綿鋯、純硅粉，高熔點(diǎn)合金龍?jiān)雌诳W(wǎng)元素鈮、鉬和鎢分別以中間合金的形式加入（Al-Nb、Al-Mo和Al-W中間合金）.采用水冷銅坩堝真空感應(yīng)凝殼熔煉爐（ISM），將上述原材料熔鑄成鑄錠，將上述高溫鈦合金鑄錠切割成圓柱形試樣，對(duì)試樣進(jìn)行開(kāi)坯鍛造。鍛造初始溫度為1150℃，應(yīng)變速率為0.1-0.01s-i，總變形量為75%左右，鍛前試樣表面噴涂抗氧化涂料，以減少試樣預(yù)熱及鍛造過(guò)程中表面的氧化.另外，為降低試樣在鍛造過(guò)程中的溫降，鍛模需要預(yù)熱到600℃以上，鍛后，鍛坯在700℃條件下退火4h.從宏觀形貌來(lái)看，鍛坯外觀完整，無(wú)任何裂紋等缺陷，高溫鈦合金鍛坯的顯微組織采用X射線(xiàn)衍射儀（XRD）、OLYMPUS-TH3型光學(xué)顯微鏡（OM）和S-4700型掃描電子顯微鏡（SEM/EDS）進(jìn)行分析，OM及SEM試樣制備過(guò)程為：先采用水磨砂紙將試樣磨到0.5μm，然后用0.5μm金剛石噴霧拋光劑進(jìn)行拋光，拋光后的試櫸用標(biāo)準(zhǔn)Kroll溶液腐蝕（Kroll溶液的組成為：4%HN03+2%HF+94%H20），最后在無(wú)水乙醇溶液中進(jìn)行超聲波清洗，高溫鈦合金的室溫及高溫拉伸性能均700℃短時(shí)用高溫鈦合金的顯微組織與力學(xué)性能。高溫合金是指以鎳、鈷、鈦等為基，能在６００°c以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作的一類(lèi)金屬材料。隨著冶金技術(shù)的不斷發(fā)展，使高溫合金的綜合性能得以進(jìn)一步提高，具有更高的強(qiáng)度、硬度、抗氧化、抗腐蝕能力。同時(shí)也增加了這些金屬的加工難度。

盡量在硬化期前加工合金許多類(lèi)鎳合金和鈦合金都有硬化期，這意味著合金的硬度在熱處理后急劇上升，使晶相排列發(fā)生變化，強(qiáng)度提高，研磨性提高，因而加工難度也就增大，因此，我們應(yīng)該在合金硬度較小的階段加工，典型方法是：最好在固融退火條件下將工件加工到接近最終尺寸，然后再處理強(qiáng)化，在硬化期后，如果表面精度已經(jīng)達(dá)到要求，只需要進(jìn)行最后的精整工序。使用鋒利的銳角切刃的刀具同樣的原因，輕微磨過(guò)的切刃或者鋒利的銳角切刃提高加工效率。鈍角刀刃會(huì)導(dǎo)致切削力增加、積屑、材料撕裂、變形、使表面精度降低。因?yàn)殇J角刀刃強(qiáng)度較低，較易發(fā)生崩刃，所以在對(duì)表面要求較低的粗加工中，應(yīng)該使用輕微磨過(guò)的切刃，銳角刀刃則用于精加工。使用強(qiáng)度高的幾何外形的刀具只要加工要求允許，就應(yīng)該盡可能使用刀尖半徑較大的刀具。較大的刀尖半徑可以使更多的刀刃投入切削，減小了每一點(diǎn)的受力，從而可以避免由于局部應(yīng)力集中而導(dǎo)致的刀具斷裂。采取提高鋼度措施的刀具加工過(guò)程中刀具振動(dòng)會(huì)影響工件表面精度和刀具壽命，而提高刀具鋼度可以減少振動(dòng)，同時(shí)鋼度提高也有利于保證嚴(yán)格的公差要求。防止工件偏移鈦合金的柔韌性相對(duì)較大，因此需要采取一些特殊措施防止工件的移動(dòng)。比如使用填充金屬或者特殊的夾具。在鉆削加工中，采用較大的導(dǎo)程角大的導(dǎo)程角有助于盡量減少刀具缺口，特別是在切削深度線(xiàn)位置，由于有更多的刀刃參加了切削，刀具損壞的可能性也就相應(yīng)降低。當(dāng)走刀次取大于１時(shí)，改變切削深度切削深度線(xiàn)位置的缺口是由于工件表面引起的，在重復(fù)的走刀路徑上使用不同的切削深度，工件的材料就可以接觸到刀刃的不同部位，從而分散了損壞的可能性。

4合金化層的物相分析通過(guò)顯微鏡觀察來(lái)定性地描述金屬材料的顯微組織特征或采用與各種標(biāo)準(zhǔn)圖片比較的方法評(píng)定顯微組織、晶粒度、非金屬夾雜物及第二相質(zhì)點(diǎn)等，這種方法精確性不高，評(píng)定時(shí)帶有很大的主觀性，其結(jié)果的重現(xiàn)性也不能令人滿(mǎn)意，而且均是在金相試樣拋光表面的二維平面上測(cè)定，其測(cè)量的結(jié)果與三維空間真實(shí)組織形貌相比有一定差距?，F(xiàn)代體視學(xué)的出現(xiàn)為人們提供了一種由二維圖像外推到三維空間的科學(xué)，即將二維平面上所測(cè)定的數(shù)據(jù)與金屬材料的三維空間的實(shí)際顯微組織形狀、大小、數(shù)量及分布聯(lián)系起來(lái)的一門(mén)科學(xué)，并可使材料的三維空間組織形狀、大小、數(shù)量及分布與其機(jī)械性能建立內(nèi)在聯(lián)系，為科學(xué)地評(píng)價(jià)材料提供了可靠的分析數(shù)據(jù)。由于金屬材料中的顯徽組織和非金屬夾雜物等并非均勻分布，因此任何一個(gè)參數(shù)的測(cè)定都不能只靠人眼在顯微鏡下測(cè)定一個(gè)或幾個(gè)視場(chǎng)來(lái)確定，需用統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)足夠多的視場(chǎng)進(jìn)行大量的統(tǒng)計(jì)工作，才能保證測(cè)量結(jié)果的可靠性。如果僅靠人的眼睛在顯微鏡上進(jìn)行目視評(píng)定，其準(zhǔn)確性、一致性和重現(xiàn)性都很差，而且測(cè)定速度很慢，有些甚至因工作量過(guò)大而無(wú)法進(jìn)行。圖像分析儀以先進(jìn)的電子光學(xué)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)代替人眼觀察及統(tǒng)計(jì)計(jì)算，可以迅速而準(zhǔn)確地進(jìn)行有統(tǒng)計(jì)意義的測(cè)定及數(shù)據(jù)處理，同時(shí)具有精度高、重現(xiàn)性好，避免了人為因素對(duì)金相評(píng)定結(jié)果的影響等特點(diǎn)，而且操作簡(jiǎn)便，可直接打印測(cè)量報(bào)告，目前已成為定量金相分析中不可缺少的手段。圖像分析儀是對(duì)材料進(jìn)行定量金相研究的強(qiáng)有力工具，也是日常金相檢驗(yàn)的好幫手，可以避免人工評(píng)定帶來(lái)的主觀誤差，從而也避免了扯皮現(xiàn)象。雖然在日常金相檢驗(yàn)中，不可能也不必每次都使用圖像分析儀，但當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)異常或金相組織級(jí)別處于合格與不合格之間而無(wú)法判別時(shí)，則可以借助圖像分析儀對(duì)其進(jìn)行定量分析，得出準(zhǔn)確結(jié)果，確保產(chǎn)品質(zhì)量。圖像分析儀在金相分析中的應(yīng)用，拓展了金相檢驗(yàn)的檢測(cè)項(xiàng)目，促進(jìn)了檢測(cè)水平的提高，對(duì)于提高檢測(cè)人員的素質(zhì)也是十分有益的。5氮化物增強(qiáng)鈦鋁合金化層的13753組織機(jī)構(gòu)

鈦鋁合金中可能有其他金屬，因?yàn)楦g后看到的金相圖是兩相的一黑一白等軸晶粒，HF腐蝕，被保留的β相白色,轉(zhuǎn)變的β相黑色.等軸晶粒,難以區(qū)分,利用光學(xué)特性區(qū)別,α相各向異性,β相各相同性.當(dāng)采用一份HF,一份HNO3.兩份甘油,α相則較暗。

結(jié)論在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì)的是氮化物增強(qiáng)鈦鋁合金化層的組織結(jié)構(gòu)及高溫性能表征，通過(guò)初期的定題，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門(mén)學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可能做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。致謝在導(dǎo)師、教授的大力幫助與支持下，我的畢業(yè)論文得以完成。老師對(duì)于事業(yè)的熱情，學(xué)術(shù)上的嚴(yán)謹(jǐn)以及細(xì)節(jié)里的嚴(yán)格讓本人受益匪淺。在相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題的討論中，李教授總是孜孜不倦的引導(dǎo)著我，幫助著我。每周一次的進(jìn)度檢查和問(wèn)題討論，促使我