0 引言

钛及钛合金因高比强度、高耐蚀性和优良的生物相容性，被广泛应用于航空航天、石油化工、水力船舶、生物医疗等众多领域［1-2］.然而，当钛及钛合金用作高速螺旋桨、泵、阀门等过流设备时，往往会发生较为严重的空蚀破坏，这主要是因为其硬度低、耐磨性差［3-4］.空蚀是一种液体内部因空化生成空泡，空泡在材料表面溃灭产生超高压应力冲击波和高速微射流对材料表面造成破坏和损失的过程［5-7］.改善和提高材料抗空蚀性能最有效的方法主要是利用表面技术对材料进行表面改性、强化.目前，对钛合金表面进行改性、强化处理的表面技术工艺众多，如表面热喷涂技术［7］、表面扩渗技术［8］、激光表面强化技术［9］、等离子表面强化技术［10］等.其中，表面扩渗技术（包括表面渗氧、渗碳、渗氮和渗铝等）作为一种常用的处理技术，因其简单、方便、成本低等优点，已在工业生产中得到广泛的应用.近年来，利用表面渗氧技术对钛合金表面进行改性处理已成为研究热点［11-12］.Kumar等［13］利用热氧化对纯钛进行处理后显著提高其表面显微硬度和耐蚀性.Ebrahimi［14］等利用弯曲疲劳测试表明，经600℃较低温度下热氧化处理后的Ti-4Al-2V钛合金试样的疲劳极限略有提高.Bacroix等［15］利用改进的热氧化工艺——热氧化/氧扩散工艺处理Ti-6Al-4V钛合金并显著地提高材料的耐磨性.Omidbakhsh等［16］也证实热氧化/氧扩散工艺可以使Ti-4Al-2V钛合金的疲劳极限提高85%.研究发现，硬度、强度、疲劳韧性对材料的抗空蚀性能有着重要的影响.具有较高硬度、强度、疲劳韧性的表面层或涂层的材料通常也具有较高的抗空蚀性能［17］.为此，本文作者利用简单的热氧化/氧扩散工艺对纯钛进行渗氧处理在纯钛表面生成具有一定硬度的表面层，以提高纯钛的抗空蚀性能.

1 实验部分

1.1 实验材料

所选用的纯钛为热轧退火后的商业纯钛TA2（化学成分为：Fe：0.20 wt.%；N：0.03 wt.%；O：0.15 wt.%；C：0.10 wt.%；H：0.015 wt.%和 Ti：余量）.实验前，利用线切割机器将试样切割成大小为20 mm×16 mm×2 mm.随后，利用400#、600#、800#、1200#水砂纸逐级对试样表面进行打磨，并利用抛光机将试样表面抛光至表面粗糙度为Ra=0.3 μm.最后，利用酒精对试样表面进行多次清洗和去离子水漂洗后干燥备用.

1.2 热氧化/氧扩散处理工艺

热氧化/氧扩散处理工艺见表1.首先利用管式炉在空气中对TA2试样进行热氧化处理，具体流程：将试样放置在刚玉方舟中，并安放在管式炉保温区内，以5℃/min的速度加热至相应温度并保温30 min.氧化处理后，再将试样在真空状态下以5℃/min的升温速度加热至800℃并保温20 h以进行氧扩散处理.处理后的试样利用超声清洗机进行清洗并干燥.

 

表1 纯钛TA2的热氧化/氧扩散处理工艺

  

1.3 试样表征

热氧化/氧扩散处理后的TA2试样表面物相利用RIGAKU/DMAX2500型X射线衍射仪（XRD，Cu Kα，λ=0.154 nm，步长为0.02°，角度范围为30°～80°）进行分析.显微组织形貌利用Olympus U-TVO-5XC金相显微镜（OM）和HITACHI S-4800型扫描电子显微镜（SEM）进行观测，并使用SEM仪器附件Genesis XM2 EDAX进行EDS能谱分析.试样表面和截面维氏显微硬度利用MH-6L型显微硬度计进行测量.载荷为50 gf，加载时间为10 s，试样的每个测试区选取6个点进行测量并取平均值.

1.4 空蚀实验

试样的空蚀性能测试以ASTMG32-03为标准在磁致伸缩振动空蚀设备上完成［18］.空蚀测试参数主要有：超声波振动功率为550 W，振动头振动频率为20 kHz，振幅为25 μm.测试开始前，将试样平行放置在振动头下端，距振动头1 mm.同时，试样完全浸入去离子水中并使试样表面距水面15 mm.在整个测试中，去离子水的温度始终维持在（23±2）°C.为表征材料的抗空蚀性能，需每隔一段测试时间将试样取出进行清洗、干燥和称重，并记录试样的累积失重量.空蚀测试后的试样的表面形貌利用SEM进行观察.

2 结果与讨论

2.1 显微组织

图2为热氧化/氧扩散处理后的TA2试样截面形貌和截面EDS图谱.由图2（a）（b）（c）可以发现，经过处理后的试样截面组织呈层状结构：最外层、中间层和底层基体（Base metal）.最外层较为疏松，而中间层致密.由图2（d）的EDS图谱可以发现，最外层中氧含量较高，结合XRD的分析结果，可以确定最外层应为钛的氧化物层（Oxide layer）.中间层中氧含量相对较少，应为氧扩散层（Oxygen diffused zone），该层可以有效地增加最外面氧化物层与底层基体之间的结合力.随着热氧化处理温度的升高，氧扩散层的厚度增加.这是因为较高温度下的热氧化处理，在表面形成较厚的氧化物层，为扩散提供更多的扩散氧原子.

  

图1 热氧化/氧扩散处理后纯钛TA2试样的X射线衍射图谱

图1为纯钛TA2经热氧化/氧扩散处理后的XRD图谱.热氧化处理过程主要是在试样的表面生成钛的氧化物.随后经过真空热扩散处理，表面氧化物会发生分解，氧原子会向基体深处进一步扩散.但是，由图1可以发现处理后的试样表面仍有TiO2（PDF#21-1276）的存在，这可能是试样表面的TiO2氧化物层厚度较大，TiO2氧化物没有完全分解.随着热氧化处理的温度越高，表面TiO2氧化物含量更高，在真空热扩散处理后还得到Ti8O15（PDF#18-1404）分解产物.

  

图2 热氧化/氧扩散处理后的TA2试样截面形貌

 

（a）试样1，OM；（b）试样2，OM；（c）试样3，OM；（d）试样2，EDS线扫图谱

2.2 显微硬度

图3为TA2试样经热氧化/氧扩散处理后的截面显微硬度.未经处理的TA2试样，其表面显微硬度为208 HV0.05.由图3可以发现，经过处理后的TA2试样的表面显微硬度显著提高.800℃热氧化处理后的试样表面硬度为789 HV0.05，约为基体硬度的4倍.试样表面层得到显著的硬化.结合XRD和截面形貌分析的结果，可以得出表面氧化物层和氧扩散层都起到硬化作用，两层构成表面硬化层.氧扩散层具有较高的硬度，主要是因为氧原子的扩散、固溶至α-Ti中起到固溶强化.同时，由图3可发现，随着氧原子扩散、固溶含量沿截面纵深方向的降低，氧扩散层的显微硬度也呈快速降低的趋势，直至达到基体的显微硬度.此外，随着热氧化处理温度的升高，试样的硬化层厚度也相应增加，这与图2所示的试样截面形貌相符合.

2.3 空蚀行为

  

图3 热氧化/氧扩散处理后的TA2试样显微硬度的截面分布

  

图4 热氧化/氧扩散处理后TA2空蚀测试的累积质量损失曲线

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图5 试样2经空蚀测试后表面形貌SEM

 

（a）空蚀测试1 h；（b）空蚀测试8 h

3 结论

参考文献：

学生：搜集信息是在课前完成的，学生扮演的是学校维修小组物料员的角色，现在维修小组需要一批电阻，规格和数量见物料清单，为了完成这个任务，学生必须了解物料员的具体工作和电阻的相关知识，学生搜集资料自主学习。

柳梧新区商业圈则集中了拉萨市乃至自治区的媒体广告公司、设计策略型广告公司，多为印刷行业上游产业，专业化特征明显。受自治区创新创业政策影响，各印刷企业以小微企业为主，集中于各孵化中心、创新基地等。业务多来自于政府部门及各事业单位，政府扶持力度较大。

本文利用热氧化/氧扩散工艺在商业纯钛TA2表面制得具有一定厚度的表面硬化层.硬化层主要由最外面钛的氧化物层和内部氧扩散层构成.通过热氧化处理温度可实现对表面硬化层厚度的调控.热氧化处理温度越高，厚度也相应增大.在室温去离子水环境下，用磁滞伸缩振动空蚀设备对经热氧化/氧扩散工艺处理和未处理的TA2试样的抗空蚀性能进行测试，结果表明，利用热氧化/氧扩散工艺对TA2表面改性可以显著地改善TA2的抗空蚀性能.表面硬化层中疏松的氧化物层不利于材料的抗空蚀性；而致密的氧扩散层则可以有效地抑制裂纹的萌生、扩展，从而提高材料的抗空蚀性能.

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利用粒子群算法和模拟退火粒子群算法对设计的矩形LED阵列进行寻优，得到LED间最优的距离分别为4.74 cm和2.29 cm。粒子群算法仿真结果如图5所示，模拟退火粒子群算法仿真结果如图6所示。

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针对互联网企业的现状，应当建立一套完备的员工培训制度，公司通过加强培训既可以丰富员工的专业知识，又利于职工发挥潜能，推动公司发展。互联网企业要向所有在职员工下发素质调查表，要求全体员工按实际情况填写本人的素质情况，以了解现有员工的素质现状。互联网企业的培训计划要与公司的总体规划要求相符合，且要结合员工的职业发展规划。这样才能调动员工的积极性去参加培训，从而提高其培训效率，为公司带来更好的效益。

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句中“属僚之贪虐庸懦者”，“贪虐庸懦”作“属僚”的定语，“之……者”为标志词。全句的意思是：当即下令打死几个人，将贪婪、暴虐、庸暗、懦弱的属僚全都痛斥一番。

1158分段1#盘区要做到资源的最大化回收，针对1158分段主要可以从两方面入手：①对1138分段首采分层留矿尽量回收；②对1158分段上盘盘区界限以外的贫化进行兼顾回采，该部分矿石可以根据1158分段三分层现有系统进行回采，也可划入1250贫矿项目进行回收。

在该翻转装置的受力情况下，运用经典力学理论对设计的夹具进行了校核设计，并且运用有限元分析手段，对薄弱的零部件进行了静态强度分析。最终，通过试验验证了设计的可行性。

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图4为经热氧化/氧扩散处理的TA2试样经空蚀测试后的累积质量损失.图5为经650℃，30 min热氧化处理和800℃，20 h氧扩散处理的TA2试样经空蚀测试1 h和8 h后的表面形貌.由图4可发现，经热氧化/氧扩散处理后的TA2试样与未经处理的试样相比，12 h后的累积质量损失得到显著的减小，其中650℃热氧化处理后的试样的累积失质量最小，为6.50 mg，而未处理试样12 h后的累积失质量为26.72 mg.这表明，热氧化/氧扩散处理工艺可以显著地改善TA2的抗空蚀性能.由图4还可看出，在最初的几个测试小时内，对于经处理后的TA2试样其累积失质量却是比未处理试样要大，且热氧化处理温度越高，累积失质量越大.这可能是跟TA2试样表面疏松的氧化物层有关.由图5（a）可以看出，疏松的氧化物层在空蚀过程中，很容易受到微射流和冲击波的作用而产生大量的裂纹和材料脱落.然而，随着空蚀测试的进行，经处理后的TA2试样的累积失质量逐渐的减小，这主要是因为随着氧化物层的脱落，内部致密的氧扩散层直接暴露在空蚀环境下，如图5（b）所示.氧扩散层因氧原子的固溶强化作用，在空蚀测试过程中可以有效地抑制裂纹的生成、扩展，可以有效抵挡空泡产生的应力冲击波和微射流的作用，从而具有较好的抗空蚀性能.

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第三，报账人员因为自己要提前核算原始票据，占用大量时间来粘贴原始票据，对此多有意见。但同时又因为种种原因粘贴情况不符规定，反而增加了财务人员的工作量，也造成了报销师生与财务工作人员的矛盾。

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