（材料学专业论文）钛合金表面激光硼碳氮合金化层的组织结构与耐磨性能研究.pdf

家大学藩士攀穰诧文 摘耧 镑台金盘予簿程疆凄较秣虱暴产生鹈藩牲褰凝等溉燕执嚣使它 f 】躲侥受性 髓f 辩汔强度赢、耐锰性较好鼯捧 不蕺梵：； 发挥。舞携商钛台金薛裴嚣硬度耩 耐黪性能，本文采用激光表嘲改性技术对铽和t i 6 a i ，4 v 台金进行了硼碳氮处 理。势辑了激毙工艺参数对会金诧层强媛爆装麴影确，探讨了经否潮台金元素 赴璜后台金诧蔗海组织静受祝瑾，并对不弼缰分会金化蓐合金讫鼹的耐蘑性 能进行了较为燕统的测试分析。 爨竞工艺参数f 蠢激光嗡赉功率、韶搂遮发器竞采囊轻等嗣台袅识墨豹缀 镄形貌和性暴霄较大盼嚣镌。增大激光璎率和陲诋按擒速度，裔盒纯层厚度 增加，而组织办随之粗大。崧本试验条件下( 预涂粉末的种类及厚度和采用的保 护气萍爱垂疆薅h 当激竞秘誊为 2 0 0 w ，巍塞直径为甜m l ，毒j 攮速度是3 鸯 4 0 r n m s ，拱藏量为4 5 s s 时可获得较鞠理想的合愈能屠。 经激光碳台金化后，含盘化层内原位生成的t i c 望树枝状，枝晶借垂直于 主干皇最，较蕊积貔棼袭鼗鼗黢装耍菇鳃成。瘤于在凝嚣过髯中液态鞭子叠挠 浅沿着密排面土的密排方向附着。对面心：莛方晶系鲍t i c 晶体而言，( 1 1 l 寿 向是( 1 1 1 ) 密排面和( 1 l o ) 密排晶向的交汇处，易于优先生长，从耐使得t i c 舞傣澄羞 i 1 1 ) 方超彩鼗被鑫主干。蔼鸯蒜尊主予羲塞鳇 j j 密簿鑫蘑剥是 棱磊臂优先生髅的方向。熔池在不葡育囱的热梯度不简使得晶谗优先沿着燕梯 腋降较大的方向生长，从f 日形成了树枝状结构的”c 枝晶。 鑫俸生长棱式霉枣蘩嚣过冷麦鼍翁太，j 、翔定。姿z t a t e 对为连襞生长 模式形成* b 糙羿瑶；当1 k 瓦时刚为侧向生长搂式，形成光滑界蕊。在最 韧的结品阶段融于较大的成分过冷度和鬟际过冷度使得结晶以连续生氏模式进 抒形盛技鑫主予。缝磊敷发爨丈量蕊臻鹣蕾熬导致宴鼯遭玲囊藏，j 、，褥褡震豹 减少则导致i 苴涟续生长模式嫡晶所需的嫡群过冷度增大。因此，随蒋溶质的减 少和实际过冷艘的减小，结晶模式则由潍续生长转变为侧向螺旋生长进行。所 爨奠基熊荽罴霞鞋最蠡彭藏豹获凝曩蕤翁舄帮( 蛰曩怒瓣磊箍或耍鑫粒逶手餐 向生长的表两) 为核心，猷侧向生长的螺旋方式长大，澎成了貌似以块状晶线 山东大学博士学位论文 性排列的树枝状t i c 。 激光氮化后氮化层内形成了较多的裂纹。由于氮气在熔池中的溶解仅在熔 体表面发生，因而熔池中表层的氮浓度较高，且随深度增加而下降。高的氮浓 度导致高的氮化物含量，而高的氮化物含量造成了表层高的弹性模量( t i n 的弹 性模量为6 1 6 g p a ，t i 基体的弹性模量为1 1 0 g p a ) 。t i n 晶体内存在高的应力、 大量的位错和堆垛层错。这些位错在高应力作用下产生滑移运动，滑移的结果 必然造成位错的堆积，从而造成合金化层高的硬度和脆性，所以高密度的t i n 晶体集于氮化表层则易导致裂纹的形成。 钛合金经激光硼化后，合金化层内的硼化物主要为棒状和块状。与面心立方 晶系的t i c 和t i n 不同，正交晶系的t i b 和六方晶系t i b 2 没有生长优势明显的晶面 和晶向，所以易于形成等轴状晶体。又由于t i b 和t i b 2 晶体中键能b b b m m m ，故晶体易于沿着b b 键方向生长形成棒状形貌。 硼可细化钛合金的组织结构，这是因为先共晶的t i b 晶粒可起到异质核心的 作用。t i b 与基体t i 之间存在一定的位向关系( 如：( 0 0 1 ) r i b ( 1 1 0 1 ) 订i ， ( 1 1 1 ) t i b ( 1 0 1 2 ) + t i ， 2 1 3 1 】。t i ， 1 1 0 t i a ) ，因此可推知，先共晶的t i b 晶粒可作为 异质核心从而使得组织细化。另一方面，凝固过程中的溶质再分配使得溶质偏 聚在固一液界面。当硼在固液界面前缘达到一定浓度时硼化物晶核将会不断的 自发形成长大，导致固一液界面推进受阻，从而限制了晶体的长大。 与激光碳、氮和硼分别合金化相比，碳一氮一硼复合合金化可细化合金化层 的化合物并改善其形貌。由于复合合金化时，不同的化合物相间生长，相互牵 制，从而减少了发达枝晶的形成，细化了化合物组织。 稀土氧化物有细化钛合金激光合金化层组织结构的效果。这是因为当被高能 量激光束辐照后，涂层中的大部分的c e 0 2 和y 2 0 3 发生分解释放出铈和钇原子。 首先，稀土是表面活性元素，结晶时稀土元素因具有吸附能力而易于聚积在晶体 的表面。晶体的不同表面对表面活性元素的吸附量是不同的，张力最大的表面生 长的最快，活性元素的吸附量也最大。当表面吸附了一层活性元素后，该表面的 张力将会降低，生长速度亦随之降低。理论推导表明，吸附量最大的表面在降低 晶体的表面能方面起着重要的作用。因此，表面吸附不仅使晶体的表面能降低， 而且能阻止张力大的表面生长过快，所以使晶粒得以细化。 其次，作为表面活性元素，c e 和y 能降低熔体表面张力和熔体与晶核间的界 i i 山东大学博士学位论文 面能。晶相与熔体间的自由能改变可产生促进形核的动力。固液界面能越低， 则形核所需的形核功也越低。所以，c e 和y 能降低形核功，促进自发形核，因而 细化了基体组织。 另一方面，由于y 2 0 3 与d t i 均为立方晶系，而c e 0 2 和一t i 均为六方晶系，所 以在凝固过程中未熔的y 2 0 3 和c e 0 2 的颗粒可作为异质晶核，起到孕育效果，使 得合金化层的组织得到进一步细化。 再者，由于铈和钇的原子半径较大，若其存在于晶粒内则将导致晶格扭曲， 体系的能量增大。所以c e 和y 易于在晶格排列不规则的晶粒边界富集，从而能保 持体系的自由能最低。因此，合金化层中的c e 和y 原子主要分布于晶粒边界，当 晶粒生长时，边界上的c e 和y 原子将对晶界的运动产生牵制作用，抑止了晶粒的 生长。由于与氧具有较强的亲和力，在凝固过程中富集在晶粒边界的c e 和y 会重 新与氧结合。因此，在这些颗粒尺寸较大的氧化物附近将会形成较高的应变能， 这必定会对晶粒的生长起阻碍作用。 经激光碳、氮、硼分别合金化后合金化层的硬度为1 1 0 0 1 3 0 0h v ol ，明显 高于纯钛( 约3 5 0h v o1 ) 平l l t i 6 a i 一4 v ( 约4 0 5h v o1 ) 。磨损试验表明，合金化层的磨 损抗力是基体的3 4 倍。当采用碳氮一硼或t i c 、t i n 等合金粉末复合合金化后， 试样的表层硬度可达1 6 0 01 7 0 0 h v ol ，磨损抗力高于基体5 倍以上。合金化层的 磨损表面较为平整，形成的沟槽较浅，未发生粘着磨损，而基体的磨损表面粗糙， 存在较深的沟槽，并呈现粘着磨损。经稀土处理后，其耐磨性能得到进一步提高。 关键词：钛合金：激光合金化；组织结构；稀土；耐磨性能 山东大学博士学位论文 a b s t r a c t t h ee x c e l l e n tp r o p e r t i e ss u c ha sh i g h e rs p e c i f i ct e n s i l es t r e n g t ha n dc o r r o s i o n r e s i s t a n c eo fp u r et i t a n i u ma n di t s a l l o y sc a n n o tb ee x p l o i t e df u l l yd u e t ot h e i r i n t r i n s i cw e a k n e s ss u c ha sl o w e rh a r d n e s sa n dp o o rw e a rr e s i s t a n c e s o ，i nt h ep r e s e n t r e s e a r c h ，l a s e r - a l l o y i n gt e c h n i q u ei se m p l o y e dt os u r f a c em o d i f yp u r et i t a n i u ma n di t s a l l o y sf o ri m p r o v i n gt h e i rw e a rr e s i s t a n c e l a s e r - a l l o y i n gp a r a m e t e r ss u c ha so u t p u tp o w e r ，s c a n n i n gs p e e d ，b e a md i a m e t e r ， e t c h a v eag r e a te f f e c to nt h ea l l o y e dl a y e r s u n d e rt h ep r e s e n te x p e r i m e n t a l c o n d i t i o n s ( t h ec a t e g o r yo fp r e c o a t e dp o w e r sa n dt h e i rt h i c k n e s s ，t h es h i e l dg a s e s a n dt h e i rp r e s s u r e ，e t c ) ，t h ed e s i r a b l ea l l o y e dl a y e r sc a l lb eo b t a i n e d 、v i t ht h eo u t p u t p o w e ro f1 2 0 0 w t h eb e a ms i z eo f 2 衄a n dt h es c a n n i n gs p e e do f 3 0 4 0 m m s t h er e s u l t so fl a s e r - c a r b u r i z i n gp u r et i t a n i u ma n dt i - 6 a 1 - 4 vs h o wt h a tt h e m o r p h o l o g yo fi n s i t uf o r m e dd e n d r i t i ct i cc r y s t a l si sc o m p o s e do fg r a n u l e si na l i n e a ra r r a n g e m e n t a c c o r d i n gt ot h el a wo fn a t u r a ls e l e c t i o na n dt h ef i t t e s ts u r v i v e ， t h ed i r e c t i o nn o r m a lt ot h e l11 ) c l o s e p a c k e dp l a n e ss h o u l db et h ep r e f e r e n t i a l g r o w t hd i r e c t i o nb e c a u s et h ea t o m sa r ee a s i e ra t t a c h e dt ot h e m s o ，d u r i n gt h e s o l i d i f i c a t i o n ，t h el i q u i da t o m sp r e f e r e n t i a l l ya t t a c ht ot h e 111 ) c l o s e p a c k e dp l a n e s ， w h i c hr e s u l t si nt h eg r o w t ho f p r i m a r yt r u c ka l o n g ( 111 ) c r y s t a l l o g r a p h i cd i r e c t i o n w i t ht h ep r i m a r yt r u c kg r o w i n g ，l a r g ea m o u n t so fl a t e n th e a ta r er e l e a s e dw h i c h r e d u c e st h ed e g r e eo fs u p e r c o o l i n gi nt h ev i c i n i t yo ft h ep r i m a r yt r u c ka n dt h u s i n d u c e st h es e c o n db r a n c h e st og r o wl a t e r a l l y s i n c et h ed i r e c t i o nn o r m a lt ot h e ( 111 ) c r y s t a l l o g r a p h i c d i r e c t i o ni sa f f e c t e ds l i g h t l yb yt h el a t e n th e a t ，t h e s e c o n d a r yb r a n c h e sg r o wl a t e r a l l ya l o n gt h ef i t t e s td i r e c t i o np a r a l l e lt ot h e 111 ) c r y s t a lp l a n e d u r i n gt h es o l i d i f i c a t i o n ，t h et e m p e r a t u r eg r a d i e n ti nt h ev i c i n i t yo f t h e c r y s t a ln u c l e u si sn o te q u a lt oe a c ho t h e ri nd i f f e r e n td i r e c t i o na n dt h es o l i d i f i c a t i o n a l w a y sc o n d u c t sa l o n gt h ed i r e c t i o ni nw h i c ht h et e m p e r a t u r eg r a d i e n td e c r e a s e s h a r p e r t h u st h ef i n a lg r o w t hr e s u l to f t h et i cc r y s t a li si nt h ef o r mo f d e n d f i t e a c c o r d i n gt ot h ee q u n i o n so fc o n t i n u o u sg r o w t ha n dl a t e r a ls p i r a lg r o w t h ，c r y s t a l g r o w t hm o d e lc a nb ed e s c r i b e db yt h ed e g r e eo fc r i t i c a ls u p e r c o o l i n g t cw h i c h s e p a r a t e st h eg r o w t hm o d e l si n t ot w or e g i m e s ：t k a t c ，c o n t i n u o u sg r o w t hr e s u l t i n gi nn o n f a c e t e d d e n d r i t i cc r y s t a l s o nt h eo t h e rh a n d ，t h ep r e v i o u se x p e r i m e n ts h o w e dt h a tw i t ht h e d e c r e a s eo fs o l u t ec o n c e n t r a t i o nt h e t cn e e d e df o rt h ec o n t i n u o u sg r o w t ho f c r y s t a le m b r y o si n c r e a s e s s o ，t h eg r o w t hm o d e lo ft i ci sc o n t i n u o u sg r o w t ha tt h e b e g i n n i n go fs o l i d i f i c a t i o nb e c a u s eo fh i g hd e g r e e o fs u p e r c o o l i n g w i t ht h e 山东大学博士学位论文 s o l i d i f i c a t i o np r o c e e d i n g ，t h ed e g r e eo fc r i t i c a ls u p e r c o o l i n g t ci n c r e a s e sd u et o t h es o l u t i o nc o n c e n t r a t i o nd e c r e a s ea n dt h ed e g r e eo fa c t u a ls u p e r c o o l i n gd e c r e a s e s b e c a u s eo ft h er e l e a s eo fl a t e n th e a to ff u s i o na n dt h eg r o w t hm o d e lt r a n s i t sf r o m c o n t i n u o u st os p i r a lg r o w t h s o ，t h ec r y s t a ls u r f a c e st h a ta r es u i t e dt ol a t e r a lg r o w t h d e v e l o pf u l l yb yt h em o d e lo fs p e c i a lg r o w t ha n dt h ef i n a lm o r p h o l o g yo f d e n d r i t i c t i cl o o k sl i k ec o m p o s e do fg r a n u l e so ft i ci nal i n e a ra r r a n g e m e n t t h er e s u l t so fl a s e r - n i t r i d i n go fp u r et i t a n i u ma n dt i 一6 a l - 4 vs h o wt h a tc r a c k sa r e f o r m e di nt h ea l l o y e dl a y e r s t h er e a s o nf o rt h i si st h a tt h ed i s s o l u t i o no fn i t r o g e ng a s o n l yo c c u r sa tt h es u r f a c eo ft h em e l t ，w h i c hr e s u l t si nt h eh i g h e rn i t r o g e nc o n t e n ti n t h et o pl a y e ra n dd e c e a s es h a r p l ya l o n gt h ed e p t ho ft h em e l t n l eh i g hd e n s i t = y _ o f n i t f i d e sp r o d u c e di nt h et o pl a y e ro ft h ec o a t i n gb e c a u s eo ft h eh j 【g hn i t r o g e nc o n t e n t r e s u l t si nh i g he l a s t i c sm o d u l u s ( t i n ：6 1 6 g p a ；t i ：11 0 g p a ) h a r d n e s s ，b r i t t l e n e s s ，e t c o nt h eo t h e rh a n d ，l a r g ea m o u n to fs t a c k i n gf a u l t sa n dd i s l o c a t i o n sa r ef o r m e db o t hi n t i nc r y s t a l sa n dt h en i t r i d e dl a y e r sd u et ot h ea c c u m u l a t i o no fh i g hs t r e s sf o r m e db y r a p i ds o l i d i f i c a t i o n s o t h ec r a c k sa r e e a s i l y f o r m e di nt h e t o pl a y e ro ft h e l a s e r - n i t r i d e dc o a t i n g s t h er e s u l t so fl a s e r b o r o n z i n go fp u r et i t a n i u ma n dt i - 6 a 1 4 vs h o wt h a tt h e m o r p h o l o g y o ft h eb o r i d e sp r o d u c e di nt h e a l l o y e dl a y e r sa r ee q u i a x e da n d r o d s h a p e d ，w h i c ha r ed i f f e r e n tf r o mt h a to fc a r b i d e sa n dn i t r i d e s t i bi so t t h o g o n a l a n dt i b 2h e x a g o n a lc r y s t a ls y s t e m s b e c a u s et h e r ea r en o ta n yp r e f e r e n t i a lg r o w t h c r y s t a lp l a n ea n dd i r e c t i o ni nt h eo r t h o g o n a l ，t h e ya r ee a s yt of o r me q u i a x e dc r y s t a l s o nt h eo t h e rh a n d ，b e c a u s et h em a g n i t u d eo f t h eb o n de n e r g yi nt i ba n dt i b 2c r y s t a l s i sb b b m m m ，i ti se a s yt od e v e l o ps h o r tr o d s h a p ec r y s t a l si nt h ed i r e c t i o no f b b l a s e r - b o r o n i z i n gt i t a n i u ma l l o y sc a r lr e f i n et h em i c r o s t r u c t u r eo ft h em a t r i x f o r t h ep r e e u t e c t i ct i bc a r la c ta sh e t e r o g e n e o u sn u c l e u sf o ra r a c h m e n to ft h el i q u i d a t o m sb e c a u s eo ft h ec r y s t a l l o g r a p h i cr e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt i ba n dt h et i t a n i u m m a t r i xa r e ( 0 0 1 ) t i b ( 1 1 0 1 ) 。t i ，( 1 1 1 ) t i b ( 1 0 1 2 ) a - t ia n d 【2 1 3 1 8 一t i 11 0 t i b o nt h e o t h e rh a n d ，t h eh i g hc o n t e n to fe l e m e n tb o r o na c c u m u l a t e di nt h el i q u i d - s o l i d i n t e r f a c ed u et oc o n s t i t u t i o n a ls u p e r c o o l i n gc a np r o m o t et h ef o r m a t i o no fb o r i d e s n u c l e u si nf r o n to ft h es o l i d l i q u i di n t e r f a c ea n dt h u si n h i b i tt h eo v e r g r o w t ho ft h e c r y s t a l sf o r m e r l yf o r m e d c o m p a r i n gw i t hl a s e rc a r b u r i n g ，n i t r i d i n ga n db o r o n i z i n gr e s p e c t i v e l y ，c o m b i n i n g l a s e rc a r b u r i n gw i t hn i t r i d i n ga n db o r o n i z i n gc a nm a k et h ep r o p e r t i e so ft h ec o a t i n g s b e t t e r t h et e m i m a g e sa n ds a d pr e s u l t ss h o wt h a tt h ec o m p o u n d s s u c ha st i t a n i u m c a r b i d e s ，n i t r i d e sa n db o r i d e sd e v e l o pa l t e r n a t e l yi nt h ec o a t i n g sa l l o y e dw i t hm o r e t h a no n ea l l o y i n ge l e m e n t ，w h i c hr e s t r a i n st h ef o r m a t i o no fc o a r s er o d s h a p et i t a n i u m b o r i d e sa n dw e l l - d e v e l o p e dd e n d r i t i cc a r b i d e sa n dt i t a n i u mn i t r i d e s v 山东大学博士学位论文 t p r e s e n te x p e r i m e n t ss h o wt h a ty t t r i u ma n dc e r i u mo x i d e s c a nr e f i n et h e m i c r o s t r u c t u r eo f t h ec o a t i n g s ，w h i c hi sm a i n l yd u et ot h ec h a r a c t e r i s t i c so fc ea n dy w h e ni r r a d i a t e db yh i g he n e r g yd e n s i t yl a s e rb e a m ，al a r g ep r o p o r t i o no fa d d e dc e 0 2 a n dy 2 0 3d e c o m p o s ea n dr e l e a s ea t o m i cc ea n dy f i r s t l y ，a ss u r f a c e a c t i v em a t e r i a l s ， r ee l e m e n t sc a ne a s i l ya c c u m u l a t ea tt h ei n t e r f a c e so fc r y s t a l l i n ep h a s e sb e c a u s eo f t h ea d s o r p t i o ne f f e c t ，w h i c hg r e a t l ya f f e c t st h em i c r o s t r u c t u r a lm o r p h o l o g yo ft h e c o a t i n g sd u r i n gt h ep r o c e s s e s o fs o l i d i f i c a t i o n n l ea d s o r p t i o na m o u n to ft h e s u r f a c e a c t i v ee l e m e n t sa tv a r i o u sp l a n e so fac r y s t a lg r a i ni sd i f f e r e n t n l ep l a n ew i t h m a x i m u ms u r f a c et e n s i o ng r o w st h ef a s t ，w h i l ei t sa d s o r p t i o na m o u n to ft h e s u r f a c e a c t i v em a t e r i a li sm a x i m i z e d t h u s ，t h ea d s o r p t i o nn o to n l yd e c r e a s e ss u r f a c e e n e r g yo ft h ec r y s t a l ，b u ta l s op r e v e n t st h ep l a n ew i t hm a x i m u ms u r f a c et e n s i o nf r o m g r o w i n gr a p i d l y s o ，t h ec r y s t a lg r a i n sc a n b er e f i n e d o nt h eo t h e rh a n d ，r ee l e m e n t s c a nr e d u c et h es u r f a c e t e n s i o na n dt h ei n t e r f a c i a le n e r g yb e c a u s eo ft h es u r f a c e - a c t i v e p r o p e r t y r e d u c i n gt h es u r f a c e t e n s i o nr e s u l t si ni n c r e a s i n gt h ew e t t i n gp r o p e r t i e sa n d d e c r e a s i n gt h ec o n t a c ta n g l eb e t w e e nt h e m e l ta n das u b s t r a t e t h el o w e rt h e s o l i d l i q u i di n t e r f a c i a le n e r g y 7 ，t h el o w e rt h eg i b b sf r e ee n e r g yn e e d e df o rf o r m i n ga n u c l e u s t h e r e f o r e ，d u et ot h e i rc h e m i c a la c t i v i t y ，c ea n dyc a np r o m o t et h e f o r m a t i o no fn u c l e ib yd e c r e a s i n gt h ec r i t i c a ln u c l e a t i o nw o r ka n dt h u sr e f i n et h e m i c r o s t r u c t u r eo f t h ec o a t i n g s s e c o n d l y ，d u r i n gt h ec r y s t a l l i z a t i o n ，t h eh i g ht e m p e r a t u r ep h a s ep t ih a st h es a m e l a t t i c et y p ea sy 2 0 3 ( b o d y c e n t e r e dc u b i cl a t t i c es t r u c t u r e ) a n dt h eu - t ia sc e 0 2 ( h e x a g o n a ll a t t i c es t r u c t u r e ) ，w h i c hm a ya c ta sh e t e r o g e n e o u sn u c l e ia n dt h u si n c r e a s e t h en u m b e ro fc r y s t a ln u c l e i t h e r e f o r e ，t h eu n m e l t e dy 2 0 3a n dc e 0 2p a r t i c l e sc a n s u p p l yh e t e r o g e n e o u sn u c l e a t i o n s i t e sf o rt h e s u b s e q u e n tc r y s t a l l i z a t i o no ft h e m a t r i xa n dt h u st h em i c r o s t r u c t u r eo f t h ec o m p o s i t ec o a t i n g sc a nb ef u r t h e rr e f i n e d t h i r d l y ，s i n c et h ea t o m i cr a d i u so fc ea n dy i sl a r g e rt h a nt h a to ft i ( r a d i u so fc e ， ya n dt ii s0 1 8 2n l n ，0 1 8 0 n ma n do 1 4 5 n m ，r e s p e c t i v e l y ) ，t h ee x i s t e n c eo f c ea n dy w i t h i nt h es o l i ds o l u t i o nw o u l ds u r e l yc a u s eg r e a td i s t o r t i o na n dm i s m a t c ho ft h e l a t t i c e ，w h i c hi n c r e a s et h ee n e r g yo f t h es y s t e m i no r d e rt or e t a i nt h el o w e s te n e r g yo f t h es y s t e m ，a ne n r i c h m e n to fc ea n dya tt h eg r a i nb o u n d a r i e s ，w h e r et h ea t o m i c a r r a n g e m e n ti si r r e g u l a r ，s h o u l db er e q u i r e d t h u sc ea n dyi nt h ec o a t i n g sa r e m a i n l yd i s t r i b u t e da tt h eg r a i nb o u n d a r i e s a st h eg r a i n sg r o w ，t h ec ea n dy a t o m sa t g r a i nb o u n d a r i e sc a u s ead r a g g i n ge f f e c to nt h em o v e m e n to ft h eg r a i nb o u n d a r i e s ， a n dt h e g r o w t ho fg r a i n s i sh i n d e r e d o nt h eo t h e rh a n d ，d u r i n gt h ep r o c e s so f s o l i d i f i c a t i o n ，c ea n dyc o n c e n t r a t e da tt h eg r a i nb o u n d a r i e sc a nr e c o m b i n ew i t h o x y g e nb e c a u s eo ft h e i rs t r o n ga f f m i t yt o w a r d si t t h e r e f o r e ，h i g hs t r a i ne n e r g yi nt h e v i c i n i t yo fc e 0 2a n dy 2 0 3p a r t i c l e sw i l lb ei n d u c e dd u et o t h e i rl a r g es i z e ，w h i c h s u r e l yf o r mm o r ee f f e c t i v eb a r r i e r st og r o i ng r o w t h 山东大学博士学位论文 a f t e rl a s e rt r e a t m e n t 、v i t hg r a p h i t e ，b o r o na n dn i 订o g e ng a sr e s p e c t i v e l y ，t h e m i c r o h a r d n e s so ft h ec o a t i n g si s1 10 0 413 0 0 h v 01 ，m u c hh i g h e rt h a nt h es u b s t r a t e t i 一6 a 1 4 v ( a b o u t4 0 5 h v 01 ) t h er e s u k so fw e a rt e s ts h o w t h a tt h ew e a rr e s i s t a n c eo f t l ec o a t i n g si st h r e et of o u rt i m e st h a to ft h es u b s t m t e w h e na l l o y e dw i t hm i x e d p o w d e r so fb o r o n ，t i ch a dt i n ，t h ec o a t i n g sh a v eam i c r o h a r d n e s so f1 6 0 0 17 0 0 h v ola n dt h ew e a rr e s i s t a n c ei s5t i m e sm o r et h a nt h es u b s t r a t e t h ew o r n m o r p h o l o g i e so ft h ec o a t m g sa r es m o o t hw i t hs h a l l o wg r o o v e s ，w i t h o u tt h ee v i d e n c e o fg a l l i n g b u tt h ew o r nm o r p h o l o g yo ft h es u b s t r a t ei sr o l l g h ，w i t hd e e pg r o o v e s i t p r e s e n t sat y p i c a la d h e s i v ef r i c t i o n k e y w o r d s ：t i t a n i u ma l l o y ；l a s e r - a l l o y i n g ：m i c r o s t r u c t u r e ；r a r ee a r t h ；w e a rr e s i s t a n c e 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 论文作者签名：! 鲴雪兰!日期：丝型，兰加 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅；本人授权山东大学可以