材料研究学报

作者：张钧, 彭立静, 王宇, 王晓阳, 王楠, 王美涵

单位：1.沈阳大学机械工程学院 沈阳 1100442.辽宁省多组硬质膜研究及应用重点实验室 沈阳 110044

关键词：金属材料,（CrTiAl）N硬质膜,多弧离子镀,Al/Ti摩尔比,硬度,相结构

基金：辽宁省高等学校创新人才支持计划(LR2019044)

采用多弧离子镀技术，设计沉积工艺和调整阴极弧源靶组合以及对应的弧源电流，制备出以CrN为基形貌和厚度相同、Al/Ti摩尔比不同的系列(CrTiAl)N硬质膜。测试膜的成分、组织形貌、相组成和表面硬度，研究了 Al/Ti摩尔比对其相结构和硬度的影响。结果表明：不同Al/Ti摩尔比的(CrTiAl)N膜其相组成相同，都呈现(200)和(111)晶面择优生长。随着膜层的Al/Ti摩尔比从0.38提高到0.85，其硬度表现出规律性的变化。Al/Ti摩尔比为0.49的(CrTiAl)N膜硬度最高(达到HV4200)，Al/Ti摩尔比为0.85时硬度降到HV2600。在膜层组织形貌、膜层厚度以及CrN含量基本不变的条件下，Al/Ti摩尔比直接影响膜层的硬度并呈现出非单调关系。在较大的Al/Ti摩尔比范围内(CrTiAl)N膜层的相结构不变，均为置换式面心立方固溶体。优化Al/Ti摩尔比，可使(CrTiAl)N膜的硬度显著高于(CrTi)N膜而具有超硬性。

来源：2022年第1期

《材料研究学报》期刊编辑部

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