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如何防止钛及钛合金成形过程中产生的污染

来源:钛棒,钛板,钛合金,钛设备,钛礼品 发布时间:2013-12-17 15:29:16
是高度活性的金属,几乎能与所有元素作用,在高温下它还能与气体化合物CO、CO2、水蒸气、NH4及许多挥发性有机物反应。在加热过程中,金属元素与钛表面反应的结果使表面沾污并化学成分发生变化。一些气体元素则不但会在钛表面形成化合物,而且还能进入金属点阵,形成间隙固溶体。在一个工业大气压下纯钛的吸氧、吸氮曲线会随着各种气氛环境发生变化。

    钛及其合金在空气或含氧气氛中加热时会和氧发生作用。在低于428℃加热时形成一层具有保护性的氧化膜,温度升高氧化膜厚度增加,到538℃以上氧化膜开始失去保护作用,氧透过薄膜向金属内部扩散,形成明显的渗气层。如果升到815℃以上,钛合表面形成一层松散的氧化皮。

    氢与钛合金的作用出与加热温度及时间有关。在低于427℃时,如果钛合金表面有一层氧化膜,可以阻正氢气的吸入,而大于427℃时氢开始透过氧化层进入合金组织内部。氢的吸入对钛合金性能的影响程度还与合金组织状态有直接关系,由于氢原子在β相中的溶解度比在α相中大得多,因此合金的β相的多少和形态是决定氢污染程度的主要因素之一。

此外,工件上的油污、渍痕则是增碳的原因。汗滴在加热中也易引起氯化物的粘附,因而在随后的使用中引起热盐应力腐蚀。间隙元素含量的增加不但直接影响钛及钛合金的力学性能,而且还将影响钛合金的a+β/β相变点和一些相变过程。因此,防止加热过程中的污染是钛及钛合金的一个十分重要的问题。

对于零件壁厚较薄,表面光亮度有较高要求和对氢脆敏感性较强的β型钛合金来说,真空成形则是最理想的。真空成形并不一定要具备价格昂贵的真空加热设备。只要将坯料与模具上下腔之间造成密封空间,在加热过程中用真空机组将上下腔中的空气逐步抽掉,尤其是要在400℃以上至成形温度期间,使模具上下腔的宾交度达到10^(-3)乇以上的真空度,成形时转换管路伐门,充入氩气即可达到成形目的,在钛箔波纹板成形中采用这种方法,取得满意效果。当真空度控制在10^(-3)乇时含氢量低于标准要求,当真空度达到10^(-5)乇时可得到光亮的表面的零件。

因此为了减少气氛环境下的各类影响,一般都采用真空淬火炉及真空退火炉加热,真空炉中的惰性气体可以保护钛及钛合金材料在加热过程中不受污染。
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