Enhanced strength and sliding wear properties of gas nitrided Ti-6Al-4V alloy by ultrasonic shot peening pretreatment

渗氮 材料科学 压痕硬度 喷丸 微观结构 磨料 冶金 合金 复合数 钛合金 喷丸 图层(电子) 复合材料 残余应力
作者
Shuo Xu,Yi Cao,Bingbing Duan,Haitao Liu,Junbiao Wang,Chaorun Si
出处
期刊:Surface & Coatings Technology [Elsevier BV]
卷期号:458: 129325-129325 被引量:20
标识
DOI:10.1016/j.surfcoat.2023.129325
摘要

A novel ultrasonic shot peening (USP) was performed on Ti-6Al-4V alloy as a pretreatment prior to gas nitriding (GN). The samples treated by USP/GN composite processes were systematically investigated in terms of microstructure, strength and sliding wear properties. The results indicated that a surface nitriding layer composed of TiN, Ti2N and α-Ti(N) phases with a thickness of 20–30 μm was formed on the samples after USP/GN composite process treatment. The USP pretreatment could significantly improve the microhardness and thickness of nitriding layer, and the enhancement is positively correlated with the intensity of USP Almen. Compared with conventional GN without pretreatment, the maximum microhardness (∼810HV0.025) and thickness of nitriding layer were increased by 30.43 % and 26.92 % by USP/GN composite treatment with Almen intensity of 0.356 mmA, respectively. Meanwhile, the wear resistance was significantly enhanced, and the width of abrasive mark was reduced by 51 %, compared with that without pretreatment. This work offers a potential approach to improve the nitriding process of Titanium alloys.
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