Page 36 - 理化检验-物理分册2023年第二期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202302006

压痕法评价钛铌合金表面( ) 强化层
TiNbC

显微硬度及断裂韧性

朱建雷 1 , 2 , 向玉春 , 陈祥芬 1

1

( 1. 咸阳职业技术学院, 西安 712000 ; 2. 西安理工大学 材料科学与工程学院, 西安 710048 )
摘 要: 采用压痕法研究了钛铌合金表面( TiNb ) C 强化层内层状组织对显微硬度的影响, 在有
效测试载荷的作用下, 测量大量压痕的尺寸及裂纹长度, 再利用经验公式, 对断裂韧性进行计算。
结果表明: 随着测试载荷的增加, 在垂直表面方向,“ 硬壳 - 软底” 结构导致的基底效应逐渐显著, 有

效测试载荷为2N , L-II 层的平均硬度为2594.13HV ; 在垂直横截面方向, 强化层厚度导致的边缘

效应逐渐显著, 有效测试载荷为1N , L-III 层的平均硬度为2334.88HV ; L-II层具有较大的颗粒
尺寸, 其硬度和断裂韧性均优于 L-III 层。

关键词: 钛铌合金; 压痕法; 表面强化层; 层状结构; 显微硬度; 断裂韧性

中图分类号: TB31 ; TG115.5 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 02-0020-05

Evaluationofmicrohardnessandfracturetou g hnessof TiNbC
(
)

stren g thenin g la y eronTi-Nballo y surfaceb y indentationmethod

1
1 , 2
ZHUJianlei , XIANGYuchun , CHENXian g fen 1

( 1.Xian y an gVocationalTechnicalColle g e , Xi ’ an712000 , China ;

2.SchoolofMaterialsScienceandEn g ineerin g , Xi ’ anUniversit y ofScienceandTechnolo gy , Xi ’ an710048 , China )

Abstract : Theeffectoflamellarstructureonthemicrohardnessof ( TiNb ) Cstren g thenin gla y eronthe

surfaceofTi-Nballo ywasstudiedb y indentationmethod.Thesizeofalar g enumberofindentationsandthelen g th

ofcracksweremeasuredundereffectivetestload.Thefracturetou g hnesswascalculatedb yem p iricalformulas.

Theresultsshowthatwiththeincreaseofthetestload , thesubstrateeffectcausedb y the ‘ hardshell-softbottom ’

structurewas g raduall y si g nificantintheverticalsurfacedirection.Theeffectivetestloadwas2N , andtheavera g e

hardnessoftheL-IIla y erwas2594.13HV.Intheverticalcrosssectiondirection , theed g eeffectcausedb y the

thicknessofthestren g thenin g la y erwasg raduall ysi g nificant.Theeffectivetestloadwas1N , andtheavera g e

hardnessoftheL-IIIla y erwas2334.88 HV.L-IIla y erhadlar g erp articlesize , anditshardnessandfracture

tou g hnesswerebetterthanL-IIIla y er.

Ke y words : Ti-Nb allo y ; indentation method ; surface stren g thenin g la y er ; lamellar structure ;

microhardness ; fracturetou g hness
钛铌系合金是新型高温合金, 具有优异的高温 有广泛的应用前景 [ 1-2 ] , 但作为结构零部件使用时,
强度和高温抗蠕变性能, 在航天、 航空等高温领域具 其硬度较低, 导致其抗磨损、 耐冲蚀等性能不足, 因
此需要通过表面改性等技术, 来提高表面强度, 改善
合金表面的稳定性, 进而提高零部件的使用寿命。
收稿日期: 2022-08-24
合金的表面改性方法有: 激光冲击强化技术 [ 3 ] 、 表面

基金项目: 陕西省教育厅科研计划项目( 21JK0972 );咸阳职业
熔覆技术 [ 4 ] 、 超音速热喷涂技术 [ 5 ] 、 表面渗碳( 氮) 技
技术学院科研基金资助项目( 2021BK02 ); 陕西省自然科学基础研究

术 [ 6-7 ] 、 双金属复合技术 [ 8 ] 等。每种技术都有其自身
计划项目( 2022JQ416 )

作者简介: 朱建雷( 1987- ),男, 博士,主要研究方向为金属基 的优缺点, 需要对改性后的表面进行检测和分析。

对组织表征来说, 材料的尺寸要求不高, 一般都可实
复合材料的制备与表征, zhu j l9160@163.com
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