火炮身管内壁磁控溅射氮化物层的性能

材料保护, 2015, 48(8): 50-52.

火炮身管内壁磁控溅射氮化物层的性能

金浩 ^1, , 李德元 ^2, , 张罡 ^3, , 郭策安 ^4, , 陈勇 ^5,

1.沈阳工业大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110870;沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳110159

2.沈阳工业大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳,110870

3.沈阳理工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳,110159

4.沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳,110159

5.成都晋林机械制造有限公司,四川成都,611930

基金项目: 辽宁省教育厅重点实验室基础研究项目(LZ2014013)资助辽宁省教育厅科学研究项目(L2012058)

关键词：磁控溅射 , TiAlN , CrAlN , 火炮身管 , 硬度 , 弹性模量

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为了提高火炮身管的力学硬度和弹性模量,在PCrNi3 Mo钢表面磁控溅射了TiAlN,CrAlN 2种氮化物防护层.利用激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪(XRD)对2种溅射层的形貌及结构进行了表征,采用纳米压痕仪测试了基材与2种溅射层的硬度和弹性模量.结果表明:CrAlN层表面相对平整光滑致密,表面粗糙度较小(Ra=0.004～0.006μm),TiAlN层表面粗糙度相对较大(Ra=0.005 ～0.021μm);CrAlN层表面生成的主晶相为CrN,TiAlN层表面生成的主晶相为TiN,2种晶相分别沿(110)和(200)面呈现择优取向;CrAlN层硬度和弹性模量分别为20.39,288.8 GPa,TiAlN分别为14.51,267.70 GPa,较基材(5.57,258.00 GPa)均有显著提高,其中CrAlN层提高最为显著.

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