《Scripta Materialia》:Gradient hardening of 60NiTi alloy by forced water-cooled laser surface quenching
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60NiTi合金通过强制水冷激光表面淬火技术形成硬度梯度,表面硬度达624.29 HV0.2(核心区275.78 HV0.2),摩擦系数降至0.39(对照组0.96),显著提升抗冲击耐磨性。
郑一平|关叶康|魏良晓|易晓阳|孟向龙|高志勇|刘锡林
哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,中国哈尔滨 150001
摘要
60NiTi合金是航空航天轴承的理想候选材料;然而,经过均匀热处理的60NiTi合金无法同时满足抗冲击性和耐磨性的要求,这限制了其实际应用。本文提出了一种新型的强制水冷激光表面淬火技术,用于在60NiTi合金中形成硬度梯度,从而提高其表面耐磨性。通过研究激光温度和冷却方法的影响,验证了该技术的有效性。研究发现,强制水冷处理在深度方向上形成了微观结构梯度,其特征是Ni?Ti相逐渐增加以及Ni?Ti?相的生长。这种微观结构梯度使表面硬度达到624.29 HV0.2,比样品核心的硬度(275.78 HV0.2)高出2.26倍,并将摩擦系数降低到0.39(而未经激光表面淬火的样品摩擦系数为0.96)。该方法为开发能够承受复杂工作条件的航空航天轴承提供了新的思路。
作者贡献声明
作者贡献声明
郑一平:撰写初稿、数据可视化、软件开发、方法设计、实验研究、数据整理、概念构思。关叶康:软件开发与研究。魏良晓:实验研究。易晓阳:资金筹措。孟向龙:项目指导。高志勇:撰写与编辑、资金筹措、项目指导、概念构思。刘锡林:项目指导。
作者贡献声明
郑一平:撰写初稿、数据可视化、软件开发、方法设计、实验研究、数据整理、概念构思。关叶康:软件开发与研究。魏良晓:实验研究。易晓阳:资金筹措。孟向龙:项目指导。高志勇:撰写与编辑、项目指导、资金筹措、概念构思。刘锡林:项目指导。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金(项目编号:52371181)、国家重点研发计划(项目编号:2022YFB3805702)以及山东省高等学校青年创新团队发展计划(项目编号:2023KJ242)的支持。