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钛合金表面改性提高其耐磨耐蚀性

来源:钛板,钛棒,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2015-8-11 11:20:34
钛材本身具有优秀的耐蚀性,通常不进行进一步提髙其耐蚀性外表处理,但是钛材摩擦系数高,对粘着磨损和微动磨损十分敏感,耐磨性差,高温高速冲突易着火,抗高温氧化性能相对较差,这些缺点严重影响了其构造的安全性和稳定性,为了避免钛在较易受腐浊的盐酸、硫酸等非氧化性酸水溶液中的腐蚀,避免在NaCL水溶液中的空隙腐蚀和点蚀有时选用外表处理的办法。
 
因而,进步钛合金的耐磨、抗高温氧化以及耐腐蚀等外表性能是急需解决的问题。除改进合金的成分和制备技能外,对钛合金进行外表改性是现在最有用的办法。大气氧化处理对避免钛的全部腐蚀、空隙腐蚀都有用办法对比简洁但耐久性不十分牢靠。这是因为大气氧化处理仅使氧化膜增厚纯钛在腐蚀环境中增厚的氧化膜随时刻的延长而变薄,终究致使腐蚀。大气氧化处理:钛在高温大气中放置可使氧化膜增厚,其膜厚随温度的进步、时刻的延长而增厚。其耐蚀性能保持的时刻由大气氧化处理条件(T、t)以及腐蚀环境的严苛程度所决议的。请求长时间安稳工作的部件材料通常不选用这种办法。
 
(1)进步抗疲劳性能。将Pt离子注人钛合金,制成喷气发动机涡轮叶片其抗疲劳性能提升百倍,一起也提升了耐磨性。
(2)进步抗氧化性能。把锶、钡注人钛材外表.注人深度可达50nm,填充了晶界.构成SrTidEuTiO或TiO2化合物,阻塞氧原子扩散通道,避免氧进一步向钛材内部扩散,进步材料抗氧化性能。将Ba离子注入钛材外表,构成Ti03化合物,可使其抗氧化性能进步近万倍。
(3)进步耐磨性。将N离子注人高尔夫球头,耐磨性进步,然后延长了其使用寿命。将氮离子注人Ti-6A1-4V合金制成的假肢中,使其具有杰出的耐磨性,冲突系数从0.48降低到0.15,冲突率降低两个数量级。
 
这些年,电子束外表处理技能疾速开展,高能量密度的电子束效果到材料外表时使材料外表具有用常规办法难以到达的物理化学或力学性能,显著进步材料外表的耐磨性、耐蚀性及耐高温氧化性等。www.hvw00.com公司选用脉冲高流低能电子束对钛合金进行外表处理,取得了杰出效果。试验所用材料为TA15钛合金(Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V),样品外表经抛光后,选用强流脉冲电子束进行外表改性,电子束加快电压为28kV,靶极距离81mm,脉冲次数为15次,脉冲间隔时刻为45s。对所获试样的硬度测验标明,随着深度的添加,硬度值先降低后添加,最终趋于一个定值。这种特别的振动式曲线散布可解释为:在脉冲高能量疾速辐照下,材料能量吸收层内会萌发热冲击波,遇到界面会反射回来。屡次辐照,形成应力波相互之间发作干与叠加,呈现复杂的应力散布状况,使截面显微硬度呈现特别散布方式。通过电子束处理后的样品,其磨损体积比初始样品进步了3倍,阐明电子束处理后TA15钛合金耐磨性得到了改进,其缘由可能是以下三个方面:(1)电子束高能量刹那间沉积在材料次表层很小的区域内,使材料疾速升温到相变温度或熔化温度以上,然后靠基体导热到达超高速冷却(约109 K/s),使材料外表发作淬火效应,起到固溶强化的效果,因而外表的耐磨性进步;(2)电子束疾速凝结进程会使材料表层晶粒细化,然后进步材料的耐磨性;(3)当电子束脉冲效果于材料外表时,温度开端迅速添加,因为钛材表层向外的疾速热膨胀遭到束缚而发作向内传达的紧缩热应力波。剩余应力成压应力散布,对进步耐磨性有利。腐蚀性能测验标明,电子束外表处理后腐蚀电位由初始样品的-258mV上升到了-108mV,极化电阻由初始样品的0.8k/cm2添加到了2.5k/cm2,一起自腐蚀电流较初始样品降低显着。这阐明样品的耐腐蚀性能显着进步。腐蚀性能改进的首要缘由是: (1)强流脉冲电子束辐照在样品表层所形成的高温可以使材料表层吸附或黏着的杂质发作汽化或脱溶,起到清洗的效果;(2)材料表层的疾速冷却,使外表晶粒细化,然后致使阴阳极面积份额的变小,使腐蚀速度减小。(3)材料外表疾速熔化,随后又以同样的高速凝结,这一进程按捺了平衡结晶,可得到细密的非平衡安排构造,成分均匀,这也在必定程度上按捺了自腐蚀的发作。
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