Ti6A14V表面激光織構(gòu)化及其摩擦學特性研究的中期報告

Ti6A14V表面激光織構(gòu)化及其摩擦學特性研究的中期報告中期報告摘要本研究以Ti6A14V為研究對象，通過激光織構(gòu)化的方法對其表面進行處理，探究其摩擦學特性變化規(guī)律。實驗結(jié)果表明，激光織構(gòu)化處理后，Ti6A14V表面的摩擦系數(shù)和磨損率均有所降低，尤其是在高溫高壓條件下具有良好的潤滑性能，可以提高其應用于航空、汽車等領(lǐng)域中的使用壽命和穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：Ti6A14V；激光織構(gòu)化；摩擦學特性；潤滑性能。第一章緒論1.1研究背景鈦合金是一種結(jié)構(gòu)材料，具有重量輕、強度高、耐腐蝕等優(yōu)點，廣泛應用于航空、航天、汽車等領(lǐng)域。然而，由于其表面粗糙度和摩擦系數(shù)高，容易引起磨損和故障，影響其使用壽命和穩(wěn)定性，因此需要對其表面進行處理以提高其摩擦學特性。目前，常用的表面處理方法有化學處理、機械加工等，然而這些方法效果有限。近年來，激光織構(gòu)化技術(shù)逐漸受到關(guān)注，其通過激光束在材料表面形成微織構(gòu)紋路，能夠提高材料的潤滑性能，從而改善其摩擦學特性。1.2研究目的和意義本研究旨在通過激光織構(gòu)化的方法對Ti6A14V表面進行處理，探究其摩擦學特性變化規(guī)律，為改進鈦合金的性能提供科學依據(jù)，提高其應用價值，有利于推動我國高端制造業(yè)的發(fā)展。第二章實驗方法2.1實驗材料及設(shè)備實驗材料為Ti6A14V鈦合金，實驗設(shè)備包括激光織構(gòu)化裝置、SEM掃描電鏡、XRD衍射儀、萬能試驗機、摩擦磨損試驗機等。2.2實驗步驟（1）制備試樣：將Ti6A14V鈦合金切割成尺寸為10mm×10mm×5mm的試樣，進行表面處理前的清洗和拋光處理。（2）激光織構(gòu)化處理：將試樣放于激光織構(gòu)化裝置中，進行激光織構(gòu)化處理，處理參數(shù)為：激光功率為5W，掃描速度為20mm/s，線間距為400μm，處理時間為6min。（3）表征處理效果：采用SEM掃描電鏡觀察并拍攝處理后的試樣表面形貌，采用XRD衍射儀對試樣進行分析，以確定處理效果。（4）摩擦學測試：將處理后的試樣與鋼球進行摩擦磨損測試，采用萬能試驗機進行拉伸性能測試。測試條件為：載荷為100N，滑動速度為1cm/s，測試時間為30min，初始溫度為25℃。第三章實驗結(jié)果和分析3.1激光織構(gòu)化處理效果SEM觀察結(jié)果顯示，Ti6A14V表面經(jīng)過激光織構(gòu)化處理后，表面形貌發(fā)生了明顯變化，呈現(xiàn)出網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和圓形孔洞，并形成了一定的微觀起伏。XRD分析結(jié)果顯示，激光織構(gòu)化處理后試樣表面出現(xiàn)了新的晶相，表明激光織構(gòu)化處理形成了新的晶體結(jié)構(gòu)。3.2摩擦學特性測試結(jié)果實驗結(jié)果表明，激光織構(gòu)化處理后的Ti6A14V試樣表面的摩擦系數(shù)和磨損率均有不同程度的降低，其中，在高溫高壓條件下降低幅度更大。此外，拉伸性能也有所提高。第四章結(jié)論本研究通過激光織構(gòu)化的方法對Ti6A14V表面進行了處理，獲得了比較理想的處理效果。實驗結(jié)果表明，Ti6A14V表面經(jīng)過激光織構(gòu)化處理后，具有更好的潤滑性