王 继，崔向红，张秋阳，刘家强，黄颖斌，拱建军，王树奇



固态颗粒对TC4合金磨损行为的影响

王 继1，崔向红1，张秋阳1，刘家强2，黄颖斌2，拱建军2，王树奇1

(1. 江苏大学材料科学与工程学院，镇江 212013；2. 苏州环球集团科技股份有限公司，苏州 215156)

在TC4合金/GCr15钢摩擦界面分别添加MoS2、Fe2O3等固态颗粒，研究两种颗粒对TC4合金磨损行为的影响；采用XRD、SEM、EDS等手段表征TC4合金的磨损特征，并探讨磨损机制。结果表明：TC4合金具有较差的耐磨性，而两种颗粒显著改变其磨损性能。当MoS2或Fe2O3在磨损表面形成连续的固态颗粒层时，TC4合金的磨损质量损失显著下降。Fe2O3颗粒层具有较强的承载能力，可以保护钛合金避免磨损；而MoS2层在高载下容易破碎，TC4合金失去保护作用，磨损增加。无添加及MoS2层破碎时，TC4合金以磨粒和粘着等严重磨损机制为主，当磨损表面连续覆盖固态颗粒层时由严重磨损向轻微磨损转变。

固态颗粒层；TC4合金；磨损行为；磨损机制

钛合金具有弹性模量小、热导率低、强度高、中温性能好、耐腐蚀及密度小等优点，被广泛应用于航空航天、石油化工、造船、汽车、医疗等领域[1−4]。但由于钛合金较低的塑性变形抗力、较差的加工硬化能力以及形成的摩擦氧化物不具有保护作用等，而被认为具有较差的磨损性能[5−6]，从而限制了钛合金在某些领域中的应用。近年来，针对钛合金较差的耐磨性，国内研究人员采用表面渗氮[7]、合金化[8]、微弧氧 化[9−10]、激光熔覆[11−12]、等离子喷涂[13]、气相沉积[14−15]等工艺，试图在钛合金表面形成一定厚度的硬质相而改善其摩擦磨损性能。……