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鈦合金概述
鈦的---異、儲量豐富，中國的鈦資源開采儲量占64%左右，居---凹。鈦合金的---異，熔點高、比強(qiáng)度高、低密度、耐高溫、耐腐蝕。被廣泛應(yīng)用于船舶車輛、能源化工、航空航天和生物工程等領(lǐng)域。但是鈦合金存在硬度低，耐磨性和疲勞性差、使用壽命低等問題，在實際的生產(chǎn)過程中，未能---地滿足實際生產(chǎn)活動需求。為了延長鈦合金使用范圍，鈦合金的表面處理已成為表面工程中活躍的領(lǐng)域之一。終目標(biāo)是在鈦合金表面制備出厚度---、與基體結(jié)合強(qiáng)度高、硬度梯度變化均勻、耐磨性好、具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性以及生物兼容性的改性層，以擴(kuò)大其使用范圍，延長鈦合金使用壽命。
ta2鈦合金化學(xué)成分
ta2鈦合金化學(xué)成分
ti fe o c n h
余 0.3 0.25 0.1 0.08 0.015
ta2鈦合金滲碳工藝及組織演變研究
1經(jīng)過真空脈沖滲碳和真空感應(yīng)脈沖滲碳后，ta2鈦合金表面均形成了一層均勻的tic相，有效地---了鈦合金的表面硬度，提高了ta2鈦合金的耐磨性。并且隨著滲碳時間的延長，tic相也隨之增多，同時溫度的增長對于tic相的增長有正相關(guān)影響。
2根據(jù)正交試驗結(jié)果可知，隨著溫度、壓強(qiáng)、cha/c2h2滲碳?xì)夥张浔鹊脑黾樱?jīng)過真空脈沖滲碳和真空感應(yīng)脈沖滲碳后的ta2鈦合金表面硬度、滲層---、耐磨性均隨之增加。根據(jù)直觀分析圖和方差實驗結(jié)果，相對于---/乙炔氣體配比和壓強(qiáng)，溫度對鈦合金滲碳滲層硬度、厚度及耐磨性能影響均較高。
3隨著滲碳時間的延長，滲碳層厚度隨之增加。通過動力學(xué)擬合可知，ta2 鈦合金真空脈沖滲碳主要受“內(nèi)擴(kuò)散”控速環(huán)節(jié)控制，相關(guān)系數(shù)平方r2為0.994，表觀活化能為 26.87 kj/mol。真空脈沖感應(yīng)滲碳過程則受到“表層吸附”與“內(nèi)擴(kuò)散”兩種環(huán)節(jié)混合控制，擬合結(jié)果的相關(guān)系數(shù)平方r2達(dá)到0.980�；旌峡厮侪h(huán)節(jié)調(diào)配系數(shù) n 為0.9465，說明“內(nèi)擴(kuò)散”為該反應(yīng)的主要控速環(huán)節(jié)。表觀活化能為198.45kj/mol。將“目標(biāo)滲碳---”設(shè)置為150μm，真空脈沖滲碳需要1109min，而真空感應(yīng)脈沖滲碳僅需168min，可知感應(yīng)加熱---地提高了滲碳效率。根據(jù)相關(guān)擬合結(jié)果進(jìn)一步優(yōu)化 ta2 鈦合金滲碳工藝，在真空脈沖滲碳實驗中，內(nèi)擴(kuò)散環(huán)節(jié)占主要影響，在滲碳實驗中可以增強(qiáng)碳勢，提高環(huán)境中活性碳原子濃度。
4真空感應(yīng)滲碳實驗---地縮減了滲碳時間，在同等滲碳條件下，真空管式爐經(jīng)8小時滲碳實驗后，硬度為947.5hvo.o2s，滲層---為96 μm，而真空感應(yīng)脈沖滲碳2小時后，滲層---可達(dá)108μm，硬度達(dá)到1070.5hvo.025。
5隨著滲碳時間的延長，ta2鈦合金的耐磨性也隨之提升。經(jīng)2h真空脈沖感應(yīng)滲碳后其磨損量7.1×10~cm3僅為原樣的1/138。經(jīng)8h真空脈沖滲碳后的磨損量也可達(dá)到1.09×103cm3。溫度對滲碳層耐磨性影響很大，940、920℃處理的合金耐磨性均遠(yuǎn)高于900℃。
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