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绪论1

第Ⅰ篇 钛及其合金基础知识简介5

第1章 钛及其合金的性质5

第1节 关于钛的简单历史知识5

第2节 钛及其合金的性质6

1.1.2.1 工业用纯钛8

1.1.2.2 α钛合金8

第2章 钛合金的分类10

第1节 概述10

第2节 按照亚稳定状态相组成进行钛合金分类10

第3节 工业钛合金的分类15

第4节 各类钛合金的性能和特点24

第Ⅱ篇 钛及其合金在国民经济各领域中的应用27

第1章 概述27

第2章 钛及其合金在冶金工业中的应用29

第1节 钛及其合金在有色冶金中的应用29

2.2.1.1 镍和钴的生产29

2.2.1.2 钛和镁的生产30

2.2.1.3 稀有金属的生产31

2.2.1.4 铜的生产32

2.2.1.5 铅的生产34

2.2.1.6 锌的生产34

2.2.1.7 钨和钼的生产34

2.2.1.9 有色金属的处理35

2.2.1.8 水银的生产35

第2节 钛及其合金在黑色冶金中的应用36

第3章 钛及其合金在机器制造行业中的应用38

第1节 标准设备38

2.3.1.1 锁闭装置38

2.3.1.2 吸出装置38

2.3.1.3 容量设备39

2.3.1.4 塔器设备40

2.3.1.5 热交换器设备41

2.3.1.6 过滤器42

2.3.1.7 离心分离机43

第2节 非标准设备43

第1节 概述47

第4章 钛及其合金在化学工业和石油化学工业中的应用47

第2节 氯及其衍生物的生产49

第3节 盐和化肥的生产50

第4节 有机合成产品的生产50

第5节 钛及其合金在石油化学工业中的应用51

第6节 化学工业及石油化学工业中使用的钛制设备52

第5章 电镀技术中应用的钛及钛合金55

第1节 浴槽(电镀槽)57

第2节 阳极吊桶58

第3节 热交换器59

第4节 挂钩及夹具59

第6章 钛及其合金在纸浆-造纸工业中的运用61

第7章 如何在食品工业中选用钛及钛合金66

第8章 钛合金在医学中的应用70

第9章 怎样发挥钛及其合金在航空及宇航领域中的重大作用74

第10章 钛及其合金在水陆交通方面的利用81

第11章 钛作为吸气金属84

第12章 钛及其合金在其它领域中的应用86

第Ⅲ篇 钛及其合金的表面处理89

第1章 表面处理前的准备(前处理)——固体表面的净化89

第1节 概述89

第2节 除油90

3.1.2.1 概述90

3.1.2.2 利用水溶液及有机溶剂除油90

3.1.2.3 电解除油93

3.1.2.4 化学除油94

3.1.2.5 其它除油方法96

3.1.2.6 除油后的检验97

第3节 腐蚀97

第4节 机械表面处理99

3.1.4.1 喷丸处理99

3.1.4.2 光亮化处理99

第2章 表面处理的分类104

第3章 钛及其合金的表面热处理106

第1节 脱氧化皮及酸洗106

3.3.1.1 机械方法脱除氧化皮106

3.3.1.2 在熔融盐中脱除氧化皮106

3.3.1.3 酸洗108

3.3.1.4 腐蚀、腐蚀抛光、电解抛光110

3.3.1.5 化学铣削111

第2节 渗元素表面热处理112

3.3.2.1 渗氮112

3.3.2.2 渗氧和阳极氧化114

3.3.2.3 渗碳114

3.3.2.4 渗硼115

3.3.2.5 渗其它非金属元素的表面热处理115

第3节 渗金属表面热处理116

3.3.3.1 渗铬117

3.3.3.2 渗铜117

3.3.3.3 渗镍117

3.3.3.7 渗锌、镉118

3.3.3.8 渗钼118

3.3.3.5 渗银、金118

3.3.3.6 渗铂118

3.3.3.4 渗铝118

3.3.3.9 渗其它各种金属119

第4节 钛对其它各种材料的表面涂层119

第4章 表面喷涂技术121

第1节 概述121

第2节 表面喷涂的特点及分类122

第3节 热喷涂123

3.4.3.1 热喷涂的分类123

3.4.3.2 热喷涂原理及应用125

3.4.3.3 热喷涂工艺129

3.4.4.1 用低温喷涂法对轴类件修复再生134

第4节 低温喷涂工艺134

3.4.4.2 陶瓷及钛的金属间化合物喷涂法135

第5节 等离子喷涂改性139

3.4.5.1 作为新热源的等离子体139

3.4.5.2 等离子喷涂的类型140

3.4.5.3 利用转移弧型等离子弧喷涂涂层进行改质142

3.4.5.4 使用非转移弧型等离子电弧喷涂142

第5章 电火花沉积表面处理145

第1节 引言145

第2节 工艺过程特性146

3.5.2.1 电火花沉积的基本原理146

第3节 设备147

3.5.2.2 工艺过程特性147

第4节 操作环境149

第5节 材料150

3.5.5.1 电极材料150

3.5.5.2 基体材料150

第6节 沉积速度152

第7节 涂层厚度153

第8节 表面粗糙度154

第9节 涂层性质155

3.5.9.1 剥落抗力155

3.5.9.2 摩擦特性156

3.5.9.3 磨损性质157

3.5.9.4 耐腐蚀性能158

第10节 应用159

第6章 钛的化合物溅射沉积技术163

第1节 引言及历史的回顾163

第2节 溅射的基本状态164

3.6.2.1 阴极靶表面的交互作用165

3.6.2.2 关于阴极靶应考虑的问题165

3.6.2.3 工艺过程参数的效能165

第3节 溅射技术167

3.6.3.1 反应工艺过程同非反应工艺过程之比较168

3.6.3.2 二极溅射168

3.6.3.3 RF(射频)溅射168

3.6.3.4 三极溅射169

3.6.3.5 磁控溅射170

3.6.3.6 “非平衡”式磁控溅射171

第4节 等离子体特性及离子轰击172

第5节 工艺过程控制174

第6节 溅射钛的化合物硬涂层的应用177

3.6.6.1 切削刀具上的硬涂层177

3.6.6.2 溅射的美饰涂层178

3.6.6.3 工程用零部件的硬涂层179

第7节 工业涂层系统179

第8节 未来的发展趋势180

第7章 钛及其合金的微弧氧化183

第1节 微弧氧化的用途183

第2节 钛及其合金表面微弧氧化镀层的增长机理及各种性质的重要概念184

3.7.2.1 在电解质溶液中形成阳极镀层的理论观点184

3.7.2.2 阳极化试样表面镀层增长规律及微等离子过程的性质186

3.7.2.3 微弧氧化过程中镀层特性的变化196

第3节 钛及其合金表面镀层的形成200

3.7.3.1 钛表面氧化薄镀层膜的相组成200

3.7.3.2 钛表面耐磨镀层的形成205

3.7.3.3 在磷酸盐电解质中形成钛表面镀层的相组成209

3.7.3.4 在微等离子体放电条件下钛表面化合物镀层的定向合成210

第4节 钛及钛合金镀层的阳极活化216

3.7.4.1 氧化薄镀层膜的阳极活化216

3.7.4.2 钛的微弧氧化薄镀层膜阳极活化方面的试验资料217

3.7.4.3 阳极活化——加速腐蚀试验的方法220

3.7.5.1 微弧氧化(MAO)对钛合金强度性能及塑性的影响225

第5节 微弧氧对钛合金耐腐蚀-机械性能和使用性能的影响225

3.7.5.2 钛的微弧氧化对试样表面粗糙度变化的影响226

3.7.5.3 微弧氧化之后钛合金的小循环疲劳破坏228

3.7.5.4 具有镀层的钛合金接触蒸汽时受到的腐蚀233

3.7.5.5 微弧氧化镀层的电化学性质及半导体性质对接触腐蚀强度的影响235

3.7.5.6 微弧氧化镀层具有防止生物丛生的性质239

3.7.5.7 微弧氧化镀层对盐层沉积过程强度的影响241

3.7.5.8 微弧氧化对摩擦系数的影响245

第6节 钛合金微弧氧化在工业中的应用246

3.7.6.1 如何在工业中采用钛合金的微弧氧化246

3.7.6.2 微弧氧化过程电解质的散射(发散)性能249

3.7.6.3 钛合金微弧氧化的最佳工艺规范254

第1章 特殊功能涂层259

第1节 高温钛合金表面抗氧化的搪瓷涂层259

第Ⅳ篇 表面处理的特殊应用及展望259

4.1.1.1 影响高温钛合金热稳定性的因素及采用搪瓷涂层的目的260

4.1.1.2 搪瓷涂层对Ti60合金抗氧化性能的影响262

4.1.1.3 搪瓷涂层对Ti3AlNb基合金氧化性能的影响263

第2节 几种特殊功能涂层对Ti60钛合金抗氧化性能和机械性能的影响270

第3节 新型滑动涂层274

4.1.3.1 前言274

4.1.3.2 含油材料274

4.1.3.3 圆盘枢轴的评价275

4.1.3.4 微振磨损试验276

4.1.3.5 结论278

第4节 辉光放电形成的TiN层及其复合膜278

4.1.4.2 工艺条件和试验结果279

4.1.4.1 辉光放电原理279

第2章 钛的化合物涂层评价284

第1节 引言284

第2节 机械性能评价284

4.2.2.1 涂层硬度的评价285

4.2.2.2 涂层粘结性能的测量289

4.2.2.3 涂层的摩擦评价294

第3章 表面处理展望及未来的发展趋势299

第1节 引言299

第2节 表面处理工艺的未来发展方向299

4.3.2.1 表面处理工艺过程的未来发展方向300

4.3.2.2 工艺过程参数的研制与开发方向304

主要参考文献307