Как улучшить твердость и износостойкость трубки из сплава TC11, материала из титанового сплава

В результате цементации титанового сплава на поверхности образуется фаза TiC, имеющая очень высокую твердость. Однако связь слоя TiC с подложкой очень плохая, что затрудняет практическое использование. Слишком высокая температура ускорит рост зерна карбида титана:

1. Температура спекания. Конечная температура спекания цементированного карбида стали с высоким содержанием марганца из карбида титана обычно принимается равной 1420 градусам, что является более подходящим. Температура спекания не должна быть слишком высокой. Даже превратите связующую фазу в жидкую фазу потери металла, так что твердая фаза происходит по соседству, агрегация и рост, образование источника разрушения. Это является причиной того, что связующая фаза между зернами анализируемой ранее твердой фазы становится меньше. Разумеется, температура спекания не должна быть слишком низкой, иначе сплав будет недожжен. Особенно на 3 стадиях отделения, восстановления и жидкофазного спекания.

2, скорость нагрева спекания. Скорость нагрева при спекании такого сплава не должна быть быстрой. Строго контролировать скорость нагрева и время выдержки. Поскольку на этапе низкотемпературного рафинирования заготовка снимает напряжение сжатия и процесс улетучивания формовочного агента, если скорость нагрева высокая, уже слишком поздно для улетучивания формовочного агента и его разжижения в пар, так что заготовка лопается. или явление микротрещин; на 900 градусов выше стадии восстановления, чтобы у заготовки было достаточно времени для удаления летучих веществ и кислорода из сырья, используемого в порошке (например, промежуточного сплава Mn2Fe); в фазу жидкофазного спекания также необходимо. При переходе на стадию жидкофазного спекания также необходимо замедлить скорость повышения температуры, чтобы сделать заготовку полностью легированной.

Титан при высоких температурах вступает в реакцию с кислородом, азотом и другими газами, вызывая закалку, высокую температуру (800-900 градусов) для азотирования, так что твердость его поверхности по Виккерсу достигает 700 и более; посредством наплавки в газообразном аргоне с соответствующим количеством азота или кислорода, так что твердость поверхности можно увеличить в 2-3 раз; через ионное покрытие, так что на поверхности образуется слой нитрида титана, толщина 5. Толщина составляет около 5 микрон, а твердость поверхности по Виккерсу достигает 16,000-20,{{ 7}}; хромирование и так далее. При азотировании могут образовываться различные зоны, если содержание кислорода не слишком велико, образуется внешняя зона, состоящая из нитрида титана, имеющего золотистый цвет и твердость 14,000-17,000 МПа, но этот слой нитрида титана очень трудно сформировать, поскольку при низкой температуре азотирования или при нагреве до высокой температуры (отжиг) азот полностью растворяется в твердом растворе титана на поверхности металла, и слой нитрида титана больше не увеличивается и не исчезает в процессе термообработки. Поэтому при обнаружении слоя нитрида титана слой твердого раствора титана уже растворился в азоте, и этот слой также имеет высокую твердость, но твердость ядра снижается. При использовании аммиака для азотирования происходят дополнительные организационные изменения за счет эффекта проникновения водорода. Нитрид титана тверд и электропроводен. Теплота образования нитрида титана превышает теплоту образования всех оксидов титана. Поэтому необходимо также следить за тем, чтобы процесс азотирования проводился в условиях полного удаления кислорода. Поверхностная реакция между титаном и азотом с течением времени имеет параболический характер. Поэтому скорость азотирования снижается с увеличением времени азотирования. Поскольку скорость диффузии азота в слое азотированного титана меньше, чем в жидкой зоне твердого раствора титана ниже, невозможно сформировать толстый азотированный слой, а азот или аммиак должны быть высокой чистоты. Поскольку кислород не только препятствует образованию нитридного слоя, но и заставляет поверхностный слой удалять оксидную пленку при более высокой температуре, содержание влаги (влажность) должно быть меньше до такой степени, даже если оно достигает точки плавления.

Инфильтрация бором титановых поверхностей приводит к образованию фазы TiB2, которая также очень тверда. По данным литературы, травленые титановые детали заделывают в порошок аморфного бора и порошок А1203, половину смеси порошков (в которую добавлены 0,75% - 1,0% NH4F*HF) при сохранении тепла 1010 градусов в течение 1 часа можно создать слой TiB2. В вышеуказанных условиях толщина покрытия варьируется в зависимости от различных сплавов: толщина покрытия из промышленного чистого титана 25p, титановый сплав TC4 толщиной 20 мкм, твердость в диапазоне HV2800-3450. Требования к температуре проникновения бора высоки, что накладывает определенные ограничения на его применение. Если сначала нанести гальваническое железо на титановую пластину, а затем провести борирование, можно снизить температуру борирования до 870 градусов Цельсия, толщина покрытия до 40 мкм, твердость может достигать HV2300. поскольку титан также реагирует с азотом, поэтому в качестве носителя необходимо использовать аргон. Если вы используете смесь кислорода и азота (воздух) в качестве источника кислорода, то при температуре диффузии кислорода (около 850 градусов C) образуется достаточное количество нитрида, что уменьшит диффузию кислорода. Чтобы оптимизировать глубину и распределение диффузионного слоя кислорода, концентрация кислорода должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить большую скорость диффузии. Однако оно не может быть достаточно высоким для образования сплошной поверхностной оксидной пленки, которая, как сообщается, блокирует диффузию.

Целью поверхностной закалки является повышение износостойкости и устранение риска взаимного слипания деталей, работающих в условиях трения. Возможно, что увеличение твердости сопровождается увеличением коррозионной стойкости и усталостной прочности. Первой задачей здесь является улучшение твердости поверхности, сам процесс и его влияние на улучшение твердости поверхности. Поверхностную закалку следует проводить и хорошо контролировать в печи с герметизированной защитной атмосферой, позволяющей легко варьировать состав газа в конце обработки для получения однородного непористого слоя рутила. Результат аналогичен процессу ТО. Таким образом, это одноэтапный процесс, не говоря уже о трехэтапном процессе, как в случае комбинированного процесса BDO/TO, что приводит к значительной экономии энергии. В процессе используются только полностью инертные газы – аргон и кислород – и поэтому он экологически безопасен, нетоксичен и не способствует парниковому эффекту. Хотя процесс хорош, вакуумная обработка является дорогостоящей, и в двухстадийном процессе окисления/диффузии существуют очевидные проблемы с контролем. Даже если время диффузии в вакууме фиксировано, небольшие изменения количества образующихся на этапе оксидов могут привести к значительным различиям в последующем распределении твердости.