Как да подобрим твърдостта и устойчивостта на износване на тръба от сплав TC11, материал от титанова сплав

Карбуризацията на титанова сплав генерира TiC фаза на повърхността, която има много висока твърдост. Въпреки това, свързването на TiC слоя със субстрата е много лошо, което възпрепятства практическата употреба. Твърде високата температура ще ускори растежа на зърното от титанов карбид:

1. Температура на синтероване. Крайната температура на синтероване на титанов карбид с високо манганова стомана, циментиран карбид, обикновено се приема като 1420 градуса, което е по-подходящо. Температурата на синтероване не трябва да бъде твърде висока. Дори направете фазата на свързване в загуба на метал в течна фаза, така че твърдата фаза да се появи в съседство, агрегация и растеж, образуване на източник на фрактура. Това е причината, поради която фазата на свързване между зърната на твърдата фаза, анализирана по-рано, става по-малка. Разбира се, температурата на синтероване не трябва да бъде твърде ниска, в противен случай сплавта ще бъде недостатъчно изпечена. Особено в 3-те етапа на разглобяване, редукция и синтероване в течна фаза.

2, скорост на нагряване на синтероване. Скоростта на нагряване при синтероване на такава сплав не трябва да бъде висока. За стриктно контролиране на скоростта на нагряване и времето на задържане. Тъй като в етапа на дегумиране при ниска температура, заготовката освобождава напрежението на компресия и процеса на изпаряване на формовъчния агент, ако скоростта на нагряване е бърза, е твърде късно за изпаряване на формовъчния агент и втечняване в пара, така че заготовката да се пръсне или феномен на микропукнатини; 900 градуса над етапа на редукция, за да позволи на заготовката да има достатъчно време, за да отдели суровините, използвани в праха (напр. Mn2Fe междинна сплав) в летливите вещества и кислорода; във фазата на синтероване в течна фаза, също е необходимо да се. При навлизане в етапа на синтероване в течна фаза е необходимо също така да се забави скоростта на повишаване на температурата, за да се направи заготовката напълно легирана.

Титанът при високи температури ще реагира с кислород, азот и други газове, причинявайки втвърдяване, висока температура (800-900 градуса) за азотиране, така че неговата повърхност да има твърдост по Викерс до 700 или повече; през повърхността, в газ аргон с подходящо количество азот или кислород, така че повърхностната твърдост да може да се увеличи 2-3 пъти; чрез йонно покритие, така че повърхността на генериране на слой от титанов нитрид, дебелината в 5 Дебелината е около 5 микрона, а повърхностната твърдост по Викерс е до 16,000-20,{{ 7}}; хромиране и така нататък. При азотиране могат да се образуват различни зони, ако съдържанието на кислород не е твърде високо, се образува външната зона, съставена от титанов нитрид, който има златист цвят и твърдост 14,000-17,000 MPa, но този слой от титанов нитрид е много труден за формиране, защото когато температурата на азотиране е ниска или когато се нагрява до висока температура (отгряване), азотът е напълно разтворен в твърдия титанов разтвор на повърхността на метала, и слоят от титанов нитрид вече не се увеличава или изчезва по време на процеса на термична обработка. Следователно, когато се открие слой титанов нитрид, слоят титанов твърд разтвор вече е разтворен в азота и този слой също има висока твърдост, но твърдостта на сърцевината намалява. Когато се използва амоняк за азотиране, настъпват допълнителни организационни промени поради ефекта на проникване на водород. Титановият нитрид е твърд и електропроводим. Топлината на генериране на титанов нитрид надвишава тази на всички титанови оксиди. Следователно трябва също да се внимава процесът на азотиране да се извършва при условия на пълно отстраняване на кислорода. Повърхностната реакция между титан и азот следва параболичен модел във времето. Следователно скоростта на азотиране намалява с увеличаване на времето за азотиране. Тъй като скоростта на дифузия на азота в азотирания титанов слой е по-малка от тази в течната зона на титановия твърд разтвор отдолу, е невъзможно да се образува дебел азотиран слой и азотът или амонякът трябва да са с висока чистота. Тъй като кислородът не само предотвратява образуването на нитриден слой, но също така кара повърхностния слой да отстранява оксидната обвивка при по-висока температура, съдържанието на влага (влажност) трябва да бъде по-малко до такава степен, дори ако достигне точката на топене.

Инфилтрацията на бор върху титанови повърхности произвежда TiB2 фаза, която също е много твърда. Според литературата маринованите титанови части, вградени в аморфен борен прах и A1203 прах половината от сместа от прах (която добавя 0.75% - 1.0% от NH4F * HF) при 1010 градуса запазване на топлината за 1 час, можете да генерирате TiB2 слой. При горните условия дебелината на покритието варира в зависимост от различните сплави, дебелина на промишленото покритие от чист титан 25p, титаниева сплав TC4, образувана върху дебелина 20um, твърдост в диапазона HV2800-3450. Изискванията за температура на проникване на бор са високи, което прави приложението му предмет на определени ограничения. Ако първо в галваничното желязо от титаниева плоча, последвано от бориране, може да намали температурата на бориране до 870 градуса по Целзий, дебелина на покритието до 40um, твърдостта може да бъде до HV2300. тъй като титанът също реагира с азот, така че трябва да се използва като носител аргон. Ако използвате газова смес кислород/азот (въздух) като източник на кислород, при температурата на дифузия на кислорода (около 850 градуса C) ще се образува достатъчно нитрид, което ще намали дифузията на кислород. За да се оптимизира дълбочината и разпределението на слоя за дифузия на кислород, концентрацията на кислород трябва да бъде достатъчно висока, за да се получи голяма скорост на дифузия. Въпреки това, той не може да бъде достатъчно висок, за да образува непрекъснат повърхностен оксиден филм, за който се съобщава, че блокира дифузията.

Целта на повърхностното закаляване е да се подобри устойчивостта на износване и да се елиминира рискът от взаимно сцепление на части, работещи при условия на триене. Възможно е увеличаването на твърдостта да е придружено от повишаване на устойчивостта на корозия и якостта на умора. Първата грижа тук е подобряването на твърдостта на повърхността, самият процес и неговото влияние върху подобряването на твърдостта на повърхността. Повърхностното втвърдяване трябва да бъде извършено и добре контролирано в пещ със защитна атмосфера под налягане, което позволява съставът на газа в края на обработката лесно да се променя, за да се получи хомогенен непорест рутилов слой. Резултатът е подобен на процеса TO. По този начин това е едноетапен процес, да не говорим за триетапен процес, както в случая на комбинирания процес BDO/TO, което води до значителни икономии на енергия. Процесът използва само напълно инертни газове - аргон и кислород - и следователно е екологичен, нетоксичен и не допринася за парниковия ефект. Въпреки че процесът е добър, вакуумната обработка е скъпа и има очевидни проблеми с контрола при двуетапния процес на окисление/дифузия. Дори ако времето на дифузия във вакуум е фиксирано, малки промени в количеството на образуваните оксиди в етапа могат да доведат до значителни разлики в последващото разпределение на твърдостта.