Cara meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus tabung paduan TC11, bahan paduan titanium

Karburisasi paduan titanium menghasilkan fase TiC pada permukaan yang memiliki kekerasan sangat tinggi. Namun, ikatan lapisan TiC dengan substrat sangat buruk, sehingga menghambat penggunaan praktis. Temperatur yang terlalu tinggi akan mempercepat pertumbuhan butiran titanium karbida:

1. Suhu sintering. Suhu sintering akhir dari sambungan baja mangan tinggi titanium karbida yang disemen karbida umumnya diambil sebagai 1420 derajat, yang lebih cocok. Suhu sintering tidak boleh terlalu tinggi. Bahkan menjadikan fasa ikatan menjadi fasa cair logam yang hilang, sehingga pada fasa keras terjadi tetangga, agregasi dan pertumbuhan, terbentuknya sumber rekahan. Hal inilah yang menyebabkan fase ikatan antar butiran fase keras yang dianalisis sebelumnya menjadi lebih sedikit. Tentu saja suhu sintering tidak boleh terlalu rendah, jika tidak maka paduan akan kurang terbakar. Khususnya pada 3 tahap yaitu debonding, reduksi dan sintering fase cair.

2, kecepatan pemanasan sintering. Kecepatan pemanasan sintering paduan seperti itu tidak boleh cepat. Untuk secara ketat mengontrol kecepatan pemanasan dan waktu penahanan. Karena pada tahap degumming suhu rendah, billet melepaskan tegangan kompresi dan proses penguapan bahan pembentuk, jika kecepatan pemanasan cepat maka akan terlambat untuk penguapan bahan pembentuk dan pencairan menjadi uap, sehingga billet pecah. atau fenomena microcracking; 900 derajat di atas tahap reduksi, agar billet memiliki cukup waktu untuk menghilangkan bahan mentah yang digunakan dalam bubuk (misalnya, paduan antara Mn2Fe) dalam zat yang mudah menguap dan oksigen; ke dalam fase sintering fase cair, hal ini juga perlu dilakukan. Saat memasuki tahap sintering fase cair, laju kenaikan suhu juga perlu diperlambat agar billet dapat tercampur sepenuhnya.

Titanium pada suhu tinggi akan bereaksi dengan oksigen, nitrogen dan gas lainnya, menyebabkan pengerasan, suhu tinggi (800-900 derajat) untuk nitridasi, sehingga kekerasan Vickers permukaannya mencapai 700 atau lebih; melalui permukaan, dalam gas argon dengan jumlah nitrogen atau oksigen yang sesuai, sehingga kekerasan permukaan dapat ditingkatkan sebesar 2-3 kali; melalui pelapisan ion, sehingga permukaan menghasilkan lapisan titanium nitrida, ketebalan 5 Ketebalannya sekitar 5 mikron, dan kekerasan permukaan Vickers setinggi 16,000-20,{{ 7}}; pelapisan krom dan sebagainya. Ketika nitridasi dapat terbentuk zona yang berbeda, jika kandungan oksigen tidak terlalu tinggi maka akan terbentuk zona luar yang tersusun dari titanium nitrida yang memiliki warna emas dan kekerasan 14,000-17,000 MPa, namun lapisan titanium nitrida ini sangat sulit dibentuk karena pada suhu nitridasi yang rendah, atau pada saat dipanaskan hingga suhu tinggi (anil), nitrogen akan larut seluruhnya ke dalam larutan padat titanium pada permukaan logam, dan lapisan titanium nitrida tidak lagi bertambah atau hilang selama proses perlakuan panas. Oleh karena itu, ketika ditemukan lapisan titanium nitrida, lapisan larutan padat titanium telah larut menjadi nitrogen, dan lapisan ini juga memiliki kekerasan yang tinggi, tetapi kekerasan inti menurun. Ketika amonia digunakan untuk nitridasi, perubahan organisasi tambahan terjadi karena efek permeasi hidrogen. Titanium nitrida keras dan konduktif secara listrik. Panas yang dihasilkan titanium nitrida melebihi panas semua titanium oksida. Oleh karena itu, kehati-hatian juga harus diberikan agar proses nitridasi dilakukan dalam kondisi penghilangan oksigen sepenuhnya. Reaksi permukaan antara titanium dan nitrogen mengikuti pola parabola dari waktu ke waktu. Oleh karena itu, laju nitridasi menurun seiring dengan bertambahnya waktu nitridasi. Karena laju difusi nitrogen dalam lapisan titanium nitridasi lebih kecil dibandingkan dengan zona cair larutan padat titanium di bawahnya, maka tidak mungkin terbentuk lapisan nitridasi yang tebal, dan nitrogen atau amonia harus memiliki kemurnian tinggi. Karena oksigen tidak hanya mencegah pembentukan lapisan nitrida, tetapi juga menyebabkan lapisan permukaan menghilangkan kulit oksida pada suhu yang lebih tinggi, maka kadar air (kelembaban) harus dikurangi sedemikian rupa, bahkan jika mencapai titik leleh.

Infiltrasi boron pada permukaan titanium menghasilkan fase TiB2 yang juga sangat keras. Menurut literatur, bagian acar titanium tertanam dalam bubuk boron amorf dan bubuk A1203 setengah dari campuran bubuk (yang menambahkan 0.75% - 1.0% dari NH4F * HF) dalam pelestarian panas 1010 derajat selama 1 jam, Anda dapat menghasilkan lapisan TiB2. Dalam kondisi di atas, ketebalan lapisan bervariasi sesuai dengan paduan yang berbeda, ketebalan lapisan titanium murni industri 25p, paduan titanium TC4 dibentuk pada ketebalan 20um, kekerasan dalam kisaran HV2800-3450. Persyaratan suhu penetrasi boron tinggi, sehingga penerapannya tunduk pada batasan tertentu. Jika besi pelapisan pelat titanium terlebih dahulu, diikuti dengan boronisasi, dapat menurunkan suhu boronisasi hingga 870 derajat Celcius, ketebalan lapisan hingga 40um, kekerasan dapat mencapai HV2300. karena titanium juga bereaksi dengan nitrogen, sehingga harus digunakan sebagai pembawa argon. Jika menggunakan campuran oksigen/gas nitrogen (udara) sebagai sumber oksigen, maka pada suhu difusi oksigen (sekitar 850 derajat C) akan terbentuk cukup banyak nitrida sehingga akan mengurangi difusi oksigen. Untuk mengoptimalkan kedalaman dan distribusi lapisan difusi oksigen, konsentrasi oksigen harus cukup tinggi untuk menghasilkan laju difusi yang besar. Namun, kadarnya tidak cukup tinggi untuk membentuk lapisan oksida permukaan yang kontinyu, yang dilaporkan menghambat difusi.

Tujuan pengerasan permukaan adalah untuk meningkatkan ketahanan aus dan menghilangkan risiko saling menempelnya bagian-bagian yang beroperasi dalam kondisi gesekan. Ada kemungkinan bahwa peningkatan kekerasan dibarengi dengan peningkatan ketahanan terhadap korosi dan kekuatan lelah. Perhatian pertama di sini adalah peningkatan kekerasan permukaan, proses itu sendiri dan pengaruhnya terhadap peningkatan kekerasan permukaan. Pengerasan permukaan harus dilakukan dan dikontrol dengan baik dalam tungku dengan atmosfer pelindung bertekanan, yang memungkinkan komposisi gas pada akhir perlakuan mudah divariasikan untuk menghasilkan lapisan rutil tidak berpori yang homogen. Hasilnya mirip dengan proses TO. Dengan cara ini, proses ini merupakan proses satu langkah, belum lagi proses tiga langkah seperti dalam kasus proses kombinasi BDO/TO, yang menghasilkan penghematan energi yang signifikan. Proses ini hanya menggunakan gas inert sepenuhnya - argon dan oksigen - sehingga ramah lingkungan, tidak beracun, dan tidak berkontribusi terhadap efek rumah kaca. Meskipun prosesnya baik, perlakuan vakum mahal dan terdapat masalah pengendalian yang jelas dalam proses oksidasi/difusi dua langkah. Bahkan jika waktu difusi dalam ruang hampa tetap, perubahan kecil dalam jumlah oksida yang terbentuk pada tahap tersebut dapat menyebabkan perbedaan yang signifikan dalam distribusi kekerasan selanjutnya.