כיצד לשפר את הקשיות ועמידות הבלאי של צינור סגסוגת TC11, חומר מסגסוגת טיטניום

קרבוריזציה של סגסוגת טיטניום מייצרת שלב TiC על פני השטח, בעל קשיות גבוהה מאוד. עם זאת, ההדבקה של שכבת TiC עם המצע גרועה מאוד, מה שמפריע לשימוש מעשי. טמפרטורה גבוהה מדי תאיץ את הצמיחה של גרגירי טיטניום קרביד:

1. טמפרטורת סינטרה. טמפרטורת הסינטר הסופית של קרביד מוצק בצומת פלדת מנגן גבוהה של טיטניום קרביד נלקחת בדרך כלל ל-1420 מעלות, וזה מתאים יותר. טמפרטורת הסינטר לא צריכה להיות גבוהה מדי. אפילו להפוך את שלב ההדבקה לאובדן מתכת בשלב נוזלי, כך שהשלב הקשה מתרחש בשכנות, צבירה וצמיחה, היווצרות מקור שבר. זו הסיבה ששלב ההתקשרות בין גרגירי השלב הקשה שנותח קודם לכן הופך פחות. כמובן שטמפרטורת הסינטר לא צריכה להיות נמוכה מדי, אחרת הסגסוגת תתפרק. במיוחד ב-3 השלבים של דה-bonding, הפחתה וסינטר פאזה נוזלית.

2, מהירות חימום סינטר. מהירות חימום סינטר סגסוגת כזו לא צריכה להיות מהירה. לשלוט בקפדנות על מהירות החימום וזמן ההחזקה. מכיוון שבשלב הסרת הגימור בטמפרטורה נמוכה, הבילט לשחרור מתח הדחיסה ותהליך הנידוף של חומר היווצרות, אם מהירות החימום מהירה, זה מאוחר מדי עבור הנידוף של החומר היוצר והנזלה לאדים, כך שהבילט יתפוצץ. או תופעת microcracking; 900 מעלות מעל שלב ההפחתה, כדי לאפשר לבלט לקבל מספיק זמן להוריד את חומרי הגלם המשמשים באבקה (למשל, סגסוגת ביניים Mn2Fe) בחומרים הנדיפים והחמצן; לתוך שלב הסינטר של שלב נוזלי, יש צורך גם כאשר נכנסים לשלב סינטר שלב נוזלי, יש צורך גם להאט את קצב עליית הטמפרטורה על מנת להפוך את הבילט לסגסוגת מלאה.

טיטניום בטמפרטורות גבוהות יגיב עם חמצן, חנקן וגזים אחרים, ויגרום להתקשות, טמפרטורה גבוהה (800-900 מעלות) לניטרידינג, כך שקשיות ה-Vickers של פני השטח שלו היא עד 700 או יותר; דרך המשטח, בגז הארגון עם הכמות המתאימה של חנקן או חמצן, כך שניתן להגדיל את קשיות פני השטח פי 2-3; דרך ציפוי היונים, כך שמשטח היצירה של שכבת טיטניום ניטריד, העובי ב-5 העובי הוא כ-5 מיקרון, וקשיות פני השטח של Vickers גבוהה עד 16,000-20,{{ 7}}; ציפוי כרום וכן הלאה. בעת ניטרידה עלולים להיווצר אזורים שונים, אם תכולת החמצן אינה גבוהה מדי, נוצר האזור החיצוני המורכב מטיטניום ניטריד, בעל צבע זהוב וקשיות של 14,000-17,000 MPa, אבל שכבת טיטניום ניטריד זו קשה מאוד להיווצר מכיוון שכאשר טמפרטורת החנקה נמוכה, או כאשר היא מחוממת לטמפרטורה גבוהה (חישול), החנקן מומס לחלוטין בתמיסת הטיטניום המוצקה על פני המתכת, ושכבת הטיטניום ניטריד כבר לא גדלה או נעלמת במהלך תהליך טיפול בחום. לכן, כאשר נמצאה שכבת טיטניום ניטריד, שכבת תמיסת טיטניום מוצקה כבר התמוססה לתוך החנקן, וגם לשכבה זו יש קשיות גבוהה, אך קשיות הליבה פוחתת. כאשר נעשה שימוש באמוניה לניטרידינג, מתרחשים שינויים ארגוניים נוספים עקב השפעת חדירת המימן. טיטניום ניטריד קשה ומוליך חשמלית. חום היצירה של טיטניום ניטריד עולה על זה של כל תחמוצות הטיטניום. לכן יש להקפיד גם שתהליך הניטרידינג יתבצע בתנאים של סילוק חמצן מוחלט. תגובת פני השטח בין טיטניום לחנקן עוקבת אחר דפוס פרבולי לאורך זמן. לכן, קצב הניטרידינג יורד עם הגדלת זמן הניטרידינג. מכיוון שקצב הדיפוזיה של חנקן בשכבת הטיטניום הניטרידית קטן מזה שבאזור הנוזלי של תמיסת הטיטניום המוצקה למטה, אי אפשר ליצור שכבה ניטרידית עבה, והחנקן או האמוניה חייבים להיות בטוהר גבוה. מכיוון שחמצן לא רק מונע היווצרות שכבת ניטריד, אלא גם גורם לשכבת פני השטח להסיר את עור התחמוצת בטמפרטורה גבוהה יותר, תכולת הלחות (הלחות) חייבת להיות פחותה במידה כזו, גם אם היא מגיעה לנקודת ההתכה.

חדירת בורון על משטחי טיטניום מייצרת שלב TiB2, שהוא גם קשה מאוד. על פי הספרות, חלקי הטיטניום הכבושים המוטבעים באבקת בורון אמורפית ואבקת A1203 מחצית מתערובת האבקה (שהוסיפה 0.75% - 1.0% מהאבקה NH4F * HF) ב-1010 מעלות של שימור חום למשך שעה אחת, אתה יכול ליצור שכבת TiB2. בתנאים שלעיל, עובי הציפוי משתנה לפי סגסוגות שונות, עובי ציפוי טיטניום טהור תעשייתי של 25p, סגסוגת טיטניום TC4 שנוצרה בעובי של 20um, קשיות בטווח של HV2800-3450. דרישות טמפרטורת חדירת בורון הן גבוהות, מה שהופך את היישום שלה לכפוף למגבלות מסוימות. אם תחילה בצלחת טיטניום ברזל אלקטרוניקה, ואחריו בורוניזציה, יכול להפחית את טמפרטורת הבורוניזציה ל-870 מעלות צלזיוס, עובי ציפוי של עד 40um, הקשיות יכולה להיות עד HV2300. בשל הטיטניום מגיב גם עם חנקן, ולכן יש להשתמש בו כנשא ארגון. אם אתה משתמש בתערובת גז חמצן/חנקן (אוויר) כמקור החמצן, שבטמפרטורת דיפוזיה של חמצן (כ-850 מעלות צלזיוס) יווצר מספיק ניטריד זה יקטין את פיזור החמצן. על מנת לייעל את העומק והפיזור של שכבת דיפוזיית החמצן, ריכוז החמצן צריך להיות גבוה מספיק כדי לייצר קצב דיפוזיה גדול. עם זאת, זה לא יכול להיות גבוה מספיק כדי ליצור סרט תחמוצת משטח רציף, אשר דווח כי הוא חוסם דיפוזיה.

מטרת התקשות פני השטח היא לשפר את עמידות הבלאי ולמנוע את הסיכון של הידבקות הדדית של חלקים הפועלים בתנאי חיכוך. ייתכן שהעלייה בקשיות מלווה בעלייה בעמידות בפני קורוזיה וחוזק עייפות. החשש הראשון כאן הוא שיפור קשיות פני השטח, התהליך עצמו והשפעתו על שיפור קשיות פני השטח. התקשות פני השטח צריכה להתבצע ולשלוט היטב בכבשן עם אווירת הגנה בלחץ, המאפשרת לגוון בקלות את הרכב הגז בתום הטיפול על מנת לייצר שכבה רוטיל הומוגנית שאינה נקבוביה. התוצאה דומה לתהליך TO. באופן זה מדובר בתהליך חד-שלבי, שלא לדבר על תהליך בן שלושה שלבים כמו במקרה של תהליך שילוב BDO/TO, שמביא לחיסכון משמעותי באנרגיה. התהליך משתמש רק בגזים אינרטיים לחלוטין - ארגון וחמצן - ולכן הוא ידידותי לסביבה, אינו רעיל ואינו תורם לאפקט החממה. למרות שהתהליך טוב, הטיפול בוואקום יקר ויש בעיות בקרה ברורות בתהליך החמצון/דיפוזיה הדו-שלבי. גם אם זמן הדיפוזיה בוואקום קבוע, שינויים קטנים בכמות התחמוצות הנוצרות בשלב עלולים להוביל להבדלים משמעותיים בחלוקת הקשיות שלאחר מכן.