鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右， 僅為鋼的60%， 純鈦的強度才接近普通鋼的強度， 一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。 因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大於其他金屬結構材料， 可制出單位強度高、剛性好、質輕的零、部件。 目前飛機的發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。
鈦合金TC4材料的組成為Ti-6Al-4V， 屬於(a+b)型鈦合金， 具有良好的綜合力學機械性能。
比強度大。 TC4的強度sb=1,012MPa， 密度g=4.4×103， 比強度sb/g=23.5， 而合金鋼的比強度sb/g小於18。
鈦合金熱導率低。 鈦合金的熱導率為鐵的1/5、鋁的1/10， TC4的熱導率l=7.955W/m·K。
鈦合金的彈性模量較低。 TC4的彈性模量E=110GPa， 約為鋼的1/2， 故鈦合金加工時容易產生變形。
TC4(Ti-6Al-4V)和TA7(Ti-5Al-2.5Sn)鈦合金， 採用兩種注入方案進行表面改性， 試驗表明， 鈦合金經離子注入後， 提高了顯微硬度， 顯著地降低了滑動摩擦係數， 有效地提高了耐磨性.為探明其改性機理， 對注入與未注入樣品進行了X射線光電子能譜(XPS)分析，
兩種鈦合金都分別採用兩種注入方案：
① 在TC4及TA7鈦合金試件上濺射鍍Ti， Ti膜總厚度為540nm(5400A).在鍍Ti膜過程中， 同時用(N+ +N+2)進行動態反沖注入， 束流能量為50keV， 束流密度為45μA/cm2， 劑量為7×1017/cm2， 靶室真空度為1.33×10-2Pa;
② 在①的基礎上， 再注入C+， 束流能量為40keV， 劑量為3×1017/cm2.
硬度測量
用HXD-1000數字式顯微硬度計測量了注入與未注入試件的顯微硬度， 測量載荷為4.9×10-2N， 測量結果列於表1.
材料 表面狀態 顯微硬度/MPa 硬度提高倍數
未注入 2690 0
TC4 注入(N+ +N+2) 6399 1.38
注入(N+ +N+2)+C+ 3436 0.28
未注入 3133 0
TA7 注入(N+ +N+2) 4276 0.36
注入(N+ +N+2)+C+ 4073 0.30
從以上看出， 離子注入後， 試件的顯微硬度都有不同程度的提高， 其中TC4鈦合金注入(N+ +N+2)混合束後硬度約提高1.4倍。
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