Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜对钛合金疲劳性能的影响

• 作者: 代明江 冯诚诚 匡同春 周克崧 林松盛 胡芳 赵升升
• 来源期刊: 真空
• 学科: 工学
• 关键词: 真空阴极电弧沉积 Ti/TiN/Zr/ZrN 多层膜 疲劳性能
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 所属期刊栏目: 薄膜
• 页码范围: 22-26
• 分类号: TG174.4|O484.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.13385/j.cnki.vacuum.2015.01.06

摘要

采用真空阴极电弧沉积技术在TC11钛合金基体上沉积约10μm厚的Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜,通过对比镀膜前后试样的屈服强度、抗拉强度、疲劳强度、疲劳寿命,以及断口形貌,研究沉积Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜对基体疲劳性能的影响,探讨疲劳断裂机理.结果表明:多层膜对TC11钛合金基体材料的屈服强度和抗拉强度影响不大,但由于膜层硬而脆而降低了基体材料的收缩率和延伸率;多层膜提高基体材料的疲劳极限;低应力下,裂纹源在多层膜表面萌生,并向内部扩展,在多层结构的膜层界面处受到阻碍,发生偏转,从而提高基体疲劳寿命;高应力下,膜层容易破裂,裂纹源增多,降低基体疲劳寿命;应力水平在520 MPa到650 MPa范围内,疲劳寿命增量从+40.82％降到-36.88％.