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光纤激光气体氮化钛合金发射光谱及等离子体研究 | |
郭晋昌1,2; 石玗1; 顾玉芬1; 张刚1 | |
2022-03-09 | |
发表期刊 | 光谱学与光谱分析 |
ISSN | 1000-0593 |
卷号 | 42期号:03页码:961-969 |
摘要 | 激光气体氮化工艺可在钛合金表面快速生成氮化层,提高钛合金表面硬度和耐磨性,促进钛合金应用。采用光纤激光气体氮化Ti-6Al-4V合金,为了明确氮化过程光谱发射区是否形成等离子体,采用探针法检测了光谱发射区导电性;为了研究工艺参数对光谱特性、光谱发射区温度及等离子数量的影响,采用光谱仪采集了氮化过程发射光谱,并采用高速摄像拍摄了光谱发射区域照片。试验表明,光纤激光气体氮化Ti-6Al-4V合金过程中,光谱发射区可以导电,形成了金属蒸汽等离子体,这与CO_2激光气体氮化钛合金工艺过程中形成的氮等离子体完全不同。采用光纤激光氮化Ti-6Al-4V钛合金工艺过程中,工艺参数显著影响金属蒸汽等离子体的数量,当激光功率较大,扫描速度较小,离焦量较小和氮气含量较高时,光谱发射区可产生金属蒸汽等离子体。氮化过程发射光谱由连续光谱和线状光谱组成,连续光谱主要由热辐射产生,连续光谱强度可以表征光谱发射区温度,线状光谱主要由等离子区域原子核外电子跃迁产生,线状光谱强度可以表征等离子体数量。氮化过程,随激光功率增大或扫描速度减小,连续光谱和线状光谱增强,表明光谱发射区温度升高,等离子体数量增加;随离焦量增大,连续光谱和线状光谱呈先减小后增大之后又减小的复杂变化趋势,表明光谱辐射区温度先降低后升高之后又降低,等离子体数量先减少后增加之后又减少;氮气中加入少量氩气,可强烈影响氮化过程,使连续光谱和线状光谱大幅减弱,随氩气流量进一步增加,线状光谱和连续光谱继续减弱,表明氮气中加入少量氩气使光谱发射区温度大幅降低,等离子体数量大幅减小,随氩气量进一步增加,光谱发射区温度继续降低,等离子体数量继续减少。 |
关键词 | 工艺参数 光纤激光气体氮化 Ti-6Al-4V 光谱发射特性 等离子体 |
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收录类别 | 北大核心 ; EI ; SCI ; CSCD |
语种 | 中文 |
资助项目 | 国家自然科学基金面上项目(52075235);甘肃省重点研发项目(20YF3WA017);甘肃省引导科技创新发展专项(2019ZX-08);兰州理工大学红柳优秀青年人才支持计划项目(2018);省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室开放基金课题(SKLAB02019005)资助 |
中图分类号 | O657.3;TG665;TG146.23 |
引用统计 | |
文献类型 | 期刊论文 |
条目标识符 | https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/157822 |
专题 | 材料科学与工程学院 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室 |
通讯作者 | 石玗 |
作者单位 | 1.兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室; 2.陇东学院机械工程学院 |
第一作者单位 | 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室 |
通讯作者单位 | 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室 |
第一作者的第一单位 | 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 郭晋昌,石玗,顾玉芬,等. 光纤激光气体氮化钛合金发射光谱及等离子体研究[J]. 光谱学与光谱分析,2022,42(03):961-969. |
APA | 郭晋昌,石玗,顾玉芬,&张刚.(2022).光纤激光气体氮化钛合金发射光谱及等离子体研究.光谱学与光谱分析,42(03),961-969. |
MLA | 郭晋昌,et al."光纤激光气体氮化钛合金发射光谱及等离子体研究".光谱学与光谱分析 42.03(2022):961-969. |
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