Як підвищити твердість і зносостійкість труби зі сплаву TC11, титанового сплаву

Цементація титанового сплаву генерує фазу TiC на поверхні, яка має дуже високу твердість. Однак зчеплення шару TiC з підкладкою дуже погане, що заважає практичному використанню. Занадто висока температура прискорить ріст зерна карбіду титану:

1. Температура спікання. Кінцева температура спікання цементованого карбіду карбіду титану з високим вмістом марганцю, як правило, становить 1420 градусів, що є більш придатним. Температура спікання не повинна бути занадто високою. Навіть перетворити фазу склеювання в рідку фазу втрати металу, так що тверда фаза відбувається поруч, агрегація та зростання, утворення джерела руйнування. Це є причиною того, чому фаза зв’язку між зернами твердої фази, проаналізованої раніше, стає меншою. Звичайно, температура спікання не повинна бути занадто низькою, інакше сплав буде недообпаленим. Особливо на 3 стадіях роз’єднання, відновлення та спікання в рідкій фазі.

2, швидкість нагріву спікання. Швидкість нагріву такого спікання сплаву не повинна бути високою. Суворо контролювати швидкість нагрівання і час витримки. Оскільки на стадії дегумування при низькій температурі заготовка знімає напругу стиснення та процес випаровування формуючого агента, якщо швидкість нагрівання висока, занадто пізно для випаровування формуючого агента та розрідження в пару, так що заготовка розривається або явище мікротріщин; 900 градусів вище стадії відновлення, щоб заготовка мала достатньо часу для видалення сировини, яка використовується в порошку (наприклад, проміжного сплаву Mn2Fe), у летючих речовинах і кисню; у фазу спікання в рідкій фазі також необхідно. При переході на стадію спікання в рідкій фазі також необхідно уповільнити швидкість підвищення температури, щоб зробити заготовку повністю легованою.

Титан за високих температур реагує з киснем, азотом та іншими газами, спричиняючи затвердіння, висока температура (800-900 градусів) для азотування, так що твердість його поверхні за Віккерсом досягає 700 або більше; через наплавлення, в аргоні з відповідною кількістю азоту або кисню, так що поверхнева твердість може бути збільшена в 2-3 разів; через іонне покриття, так що поверхня генерації шару нітриду титану, товщина в 5 Товщина становить близько 5 мікрон, а твердість поверхні за Віккерсом досягає 16,000-20,{{ 7}}; хромування і так далі. При азотуванні можуть утворюватися різні зони, якщо вміст кисню не надто високий, утворюється зовнішня зона, що складається з нітриду титану, який має золотистий колір і твердість 14,000-17,000 МПа, але цей шар нітриду титану дуже важко сформувати, тому що коли температура азотування низька або коли він нагрівається до високої температури (відпал), азот повністю розчиняється в твердому розчині титану на поверхні металу, і шар нітриду титану більше не збільшується і не зникає під час процесу термообробки. Тому, коли знайдено шар нітриду титану, шар твердого розчину титану вже розчинився в азоті, і цей шар також має високу твердість, але твердість серцевини зменшується. При використанні аміаку для азотування відбуваються додаткові організаційні зміни за рахунок ефекту проникнення водню. Нітрид титану твердий і електропровідний. Теплота утворення нітриду титану перевищує теплоту утворення всіх оксидів титану. Тому слід також стежити, щоб процес азотування проводився в умовах повного видалення кисню. Поверхнева реакція між титаном і азотом відбувається параболічно з часом. Тому швидкість азотування зменшується зі збільшенням часу азотування. Оскільки швидкість дифузії азоту в шарі азотованого титану менша, ніж у рідкій зоні твердого розчину титану нижче, неможливо утворити товстий азотований шар, і азот або аміак повинні бути високої чистоти. Оскільки кисень не тільки запобігає утворенню нітридного шару, але також змушує поверхневий шар видаляти оксидну оболонку при вищій температурі, вміст вологи (вологість) має бути меншим до такого ступеня, навіть якщо він досягає точки плавлення.

Інфільтрація бору на титанових поверхнях утворює фазу TiB2, яка також є дуже твердою. Відповідно до літератури, протравлені титанові частини, вбудовані в порошок аморфного бору та порошок A1203, половина суміші порошку (до якої додано 0.75% - 1.0% від NH4F * HF) при 1010 градусах збереження тепла протягом 1 години можна створити шар TiB2. За наведених вище умов товщина покриття змінюється залежно від різних сплавів, промислове чисте титанове покриття товщиною 25p, титановий сплав TC4, сформований на товщині 20um, твердість у діапазоні HV2800-3450. Вимоги до температури проникнення бору високі, що обмежує його застосування. Якщо спочатку гальванічне залізо з титанової пластини, а потім боронізація, може знизити температуру боронізації до 870 градусів Цельсія, товщина покриття до 40 мкм, твердість може бути до HV2300. завдяки титану також реагує з азотом, тому в якості носія необхідно використовувати аргон. Якщо ви використовуєте газову суміш кисень/азот (повітря) як джерело кисню, то при температурі дифузії кисню (приблизно 850 градусів C) утвориться достатня кількість нітриду, що зменшить дифузію кисню. Щоб оптимізувати глибину та розподіл шару дифузії кисню, концентрація кисню має бути достатньо високою, щоб забезпечити високу швидкість дифузії. Однак він не може бути достатньо високим, щоб утворити суцільну поверхневу оксидну плівку, яка, як повідомляється, блокує дифузію.

Метою поверхневого зміцнення є підвищення зносостійкості та усунення ризику взаємного зчеплення деталей, що працюють в умовах тертя. Можливо, підвищення твердості супроводжується підвищенням корозійної стійкості і втомної міцності. Перше, що стосується підвищення твердості поверхні, самого процесу та його впливу на підвищення твердості поверхні. Поверхневе зміцнення слід проводити та добре контролювати в печі із захисною атмосферою під тиском, що дозволяє легко змінювати газовий склад наприкінці обробки для отримання однорідного непористого шару рутилу. Результат подібний до процесу TO. Таким чином, це одноетапний процес, не кажучи вже про триетапний процес, як у випадку комбінованого процесу BDO/TO, що призводить до значної економії енергії. Процес використовує тільки повністю інертні гази - аргон і кисень - і тому є екологічно чистим, нетоксичним і не сприяє парниковому ефекту. Незважаючи на те, що процес хороший, вакуумна обробка є дорогою, і існують очевидні проблеми з контролем у двостадійному процесі окислення/дифузії. Навіть якщо час дифузії у вакуумі фіксований, невеликі зміни в кількості оксидів, що утворюються на етапі, можуть призвести до значних відмінностей у наступному розподілі твердості.