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為什么要進行鈦合金絲的表面滲碳處理?

發布者:2019-04-25 15:20:37
鈦及鈦合金具有重量輕、強度大、耐腐蝕等許多特性,鈦及其合金不僅在航空、宇宙航行工業中有著十分重要的應用,而且已經開始在化工、石油、輕工、發電、冶金等許多民用工業部門中廣泛應用。 但是鈦和鈦合金在絕對硬度和強度方面還是要比鋼小一些,用鈦做成的鈦合金絲在硬度方面的缺點限制了它的應用廣度和深度,針對這一情況,很多鈦合金廠家就致力于在保證鈦和鈦合金的耐腐蝕性的前提下,增加鈦合金的硬度,而表面滲碳處理就是其中的一個典型處理技術手段。類似于鋼的表面滲碳處理,鈦合金的表面滲碳處理也是使活性高的碳原子擴散到鈦合金的的內部,形成一定厚度的碳含量較高的滲碳層,再經過淬火\回火,使工件的表面層得到碳含量高的鈦合金絲,,而心部因碳含量保持原始濃度而得到碳含量低的鈦合金, 鈦合金的硬度主要與其碳含量有關,故經滲碳處理和后續熱處理可使工件獲得外硬內韌的性能.
碳在鈦中的溶解度小,于850X:時總計為0.3%,而在600C時大約降到0.1%B由于碳在鈦中的溶解度小,所以基本上只有通過碳化鈦層及其下邊扠域的沉積層來達到表面硬化的目的。必須在脫除氧的條件下進行滲碳,因為適用于鋼常用滲碳的粉末對著一氧化碳或含氧的一氧化碳表面而形成的表面層硬度達到2700MPa及8500MPa,很容易剝落。
與此相比,在脫氧或脫碳條件下,于木炭中滲碳時可能形成一層薄的碳化鈦層。這層的硬度為32OUOMPa,符合于碳化鈦的硬度。滲碳層的深度大致大于在同等條件下用氮滲氮時滲氮層的深度。在氧富集的條件下必須考慮到氧的吸收影響硬化深度。只有在很薄的層厚條件下,于真空中或氬-甲烷氣氛中滲人碳粉才可能形成足夠的粘附強度與此相比,采用氣體滲碳劑可能形成特別硬而粘結性良好的碳化鈦硬化層。同時在950T:和10201:之間溫度的條件下形成的硬化展在50fim和之間。隨著層厚的增加,碳化鈦層變得比較脆,并且趨向于剝落t為了避免由于芮烷分解而使碳的夾雜物侵人碳化鈦層,應采用大約體積分數為2%芮烷的規定劑量添加劑在惰性氣體中進行氣體滲碳。當采用丙烷添加劑而利用甲烷滲碳的時候就形成較低的表面硬度。當粘合伍力達到卯OkPa條件下在采用氣體滲碳的丙烷時,雖然測量出的硬化層厚度很薄,但卻具有很好的耐磨損性能。在采用氣體型滲碳劑條件下吸收氫,但是在真空退火時卻又不得不重新脫除它。

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