为了研究Ti和Cr元素在Cr2O3薄膜中的扩散行为及其对摩擦学性能的影响,对Cr2O3薄膜在l 000℃大气环境下进行不同保温时间的退火处理.利用扫描电子显微镜、三维轮廓仪、X射线衍射仪以及透射电镜对薄膜的表面形貌、成分以及结构进行分析,采用球盘式摩擦磨损试验机对Cr2O3薄膜的摩擦学性能进行研究.结果表明:在1 000℃下Inconel 718基材中的Ti和Cr会沿着Cr2O3薄膜的晶界扩散至薄膜表面,与大气中的氧反应生成由Cr2O3和Cr2Ti7O17组成的复合相,并在薄膜表面晶界处堆积形成类网状凸起结构.随着保温时间的增加,这种类网状凸起结构的高度也越大.该结构可以显著降低薄膜的摩擦因数以及磨损率.当保温时间只有l min时,薄膜的平均摩擦因数为0.35,磨损率为5.7μm3/Nm.而当保温时间达到240 min时,薄膜的摩擦因数降至0.24,磨损率降至3.2μm3/Nm.
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