钛合金表面CrN涂层高温氧化及力学性能

采用热丝增强等离子体磁控溅射技术,在Ti6Al4V(TC4)基体表面沉积单相CrN涂层,并分别在温度为400、500、600、700、800℃下空气中退火。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)与能谱(EDS)、Raman光谱、原子力显微镜(AFM)、X射线荧光光谱仪(XRF)、划痕仪、纳米压痕仪、台阶仪和摩擦磨损仪分析涂层的物相组成、微观形貌、成分及力学性能。随着退火温度的升高,CrN所有取向的峰位均向右移动接近标准峰位,内应力得到释放。当退火温度达到600℃后,涂层表面氧化迹象明显,粗糙度升高,出现白色颗粒状Cr₂O₃。随退火温度升高,涂层与基体结合力提高,在800℃时临界失效载荷达到25.2 N;涂层硬度和弹性模量下降,硬度从未退火的24.86 GPa降至800℃的15.23 GPa,弹性模量从327 GPa降至260 GPa;涂层耐磨性小幅下降,磨损量从未退火的0.78×10^-16m³/(m·N)上升至11.74×10^-16m³/(m...