Comment améliorer la dureté et la résistance à l'usure du tube en alliage TC11, matériau en alliage de titane

La carburation de l'alliage de titane génère une phase TiC en surface, qui présente une dureté très élevée. Cependant, la liaison de la couche de TiC avec le substrat est très mauvaise, ce qui entrave l'utilisation pratique. Une température trop élevée accélérera la croissance des grains de carbure de titane :

1. Température de frittage. La température de frittage finale du carbure cémenté à jonction d'acier à haute teneur en manganèse au carbure de titane est généralement prise à 1420 degrés, ce qui est plus approprié. La température de frittage ne doit pas être trop élevée. Même transformer la phase de liaison en perte de métal en phase liquide, de sorte que la phase dure se produise à proximité, l'agrégation et la croissance, la formation d'une source de fracture. C'est la raison pour laquelle la phase de liaison entre les grains de la phase dure analysée précédemment devient moindre. Bien entendu, la température de frittage ne doit pas être trop basse, sinon l’alliage ne sera pas suffisamment cuit. Notamment dans les 3 étapes de décollage, réduction et frittage en phase liquide.

2, vitesse de chauffage de frittage. Une telle vitesse de chauffage par frittage d’alliage ne devrait pas être rapide. Pour contrôler strictement la vitesse de chauffage et le temps de maintien. Parce que dans l'étape de dégommage à basse température, la billette doit libérer la contrainte de compression et le processus de volatilisation de l'agent de formage, si la vitesse de chauffage est rapide, il est trop tard pour la volatilisation de l'agent de formage et la liquéfaction en vapeur, de sorte que la billette éclate ou phénomène de microfissuration ; 900 degrés au-dessus de l'étape de réduction, pour permettre à la billette d'avoir suffisamment de temps pour éliminer les matières premières utilisées dans la poudre (par exemple, l'alliage intermédiaire Mn2Fe) dans les matières volatiles et l'oxygène ; dans la phase de frittage en phase liquide, il est également nécessaire de ralentir la vitesse de montée en température afin de rendre la billette entièrement alliée.

Le titane à haute température réagira avec l'oxygène, l'azote et d'autres gaz, provoquant un durcissement à haute température (800-900 degrés) pour la nitruration, de sorte que sa dureté Vickers de surface peut atteindre 700 ou plus ; à travers le revêtement, dans le gaz argon avec la quantité appropriée d'azote ou d'oxygène, de sorte que la dureté de la surface puisse être augmentée de 2-3 fois ; à travers le placage ionique, de sorte que la surface de la génération d'une couche de nitrure de titane, l'épaisseur dans le 5 L'épaisseur est d'environ 5 microns et la dureté Vickers de la surface atteint 16,000-20,{{ 7}}; chromage et ainsi de suite. Lors de la nitruration, différentes zones peuvent se former, si la teneur en oxygène n'est pas trop élevée, la zone externe composée de nitrure de titane se forme, qui a une couleur dorée et une dureté de 14,000-17,000 MPa, mais cette couche de nitrure de titane est très difficile à former car lorsque la température de nitruration est basse, ou lorsqu'elle est chauffée à haute température (recuit), l'azote est complètement dissous dans la solution solide de titane à la surface du métal, et la couche de nitrure de titane n'augmente plus ou ne disparaît plus lors d'un processus de traitement thermique. Par conséquent, lorsque la couche de nitrure de titane est trouvée, la couche de solution solide de titane s'est déjà dissoute dans l'azote, et cette couche a également une dureté élevée, mais la dureté du noyau diminue. Lorsque l'ammoniac est utilisé pour la nitruration, des changements organisationnels supplémentaires se produisent en raison de l'effet de la perméation de l'hydrogène. Le nitrure de titane est dur et conducteur d'électricité. La chaleur de génération du nitrure de titane dépasse celle de tous les oxydes de titane. Par conséquent, il faut également veiller à ce que le processus de nitruration soit effectué dans des conditions d'élimination complète de l'oxygène. La réaction de surface entre le titane et l’azote suit un schéma parabolique au fil du temps. Par conséquent, le taux de nitruration diminue avec l’augmentation du temps de nitruration. Étant donné que le taux de diffusion de l'azote dans la couche de titane nitruré est inférieur à celui dans la zone liquide de la solution solide de titane située en dessous, il est impossible de former une couche nitrurée épaisse et l'azote ou l'ammoniac doit être d'une grande pureté. Étant donné que l'oxygène empêche non seulement la formation d'une couche de nitrure, mais amène également la couche superficielle à éliminer la peau d'oxyde à une température plus élevée, la teneur en humidité (humidité) doit être inférieure à un tel degré, même si elle atteint le point de fusion.

L'infiltration de bore sur les surfaces en titane produit une phase TiB2, également très dure. D'après la littérature, les pièces en titane décapées noyées dans de la poudre de bore amorphe et de la poudre A1203 représentent la moitié du mélange de poudre (qui ajoutait 0,75 % - 1,0 % du NH4F * HF) dans les 1010 degrés de conservation de la chaleur pendant 1 heure, vous pouvez générer une couche TiB2. Dans les conditions ci-dessus, l'épaisseur du revêtement varie en fonction des différents alliages, épaisseur du revêtement de titane pur industriel de 25p, alliage de titane TC4 formé sur une épaisseur de 20um, dureté dans la plage de HV2800-3450. Les exigences en matière de température de pénétration du bore sont élevées, ce qui rend son application soumise à certaines limitations. Si d'abord dans la plaque de titane, le fer de galvanoplastie, suivi de la boronisation, peut réduire la température de boronisation à 870 degrés Celsius, l'épaisseur du revêtement jusqu'à 40 um, la dureté peut aller jusqu'à HV2300. car le titane réagit également avec l'azote, il doit donc être utilisé comme porteur d'argon. Si vous utilisez un mélange gazeux oxygène/azote (air) comme source d'oxygène, la température de diffusion de l'oxygène (environ 850 degrés C) formera suffisamment de nitrure, ce qui réduira la diffusion de l'oxygène. Afin d'optimiser la profondeur et la répartition de la couche de diffusion d'oxygène, la concentration en oxygène doit être suffisamment élevée pour produire un taux de diffusion important. Cependant, il ne peut pas être suffisamment élevé pour former un film d’oxyde continu en surface, qui bloquerait la diffusion.

Le but du durcissement superficiel est d'améliorer la résistance à l'usure et d'éliminer le risque d'adhésion mutuelle des pièces fonctionnant dans des conditions de frottement. Il est possible que l’augmentation de la dureté s’accompagne d’une augmentation de la résistance à la corrosion et de la résistance à la fatigue. La première préoccupation ici est l'amélioration de la dureté superficielle, le procédé lui-même et son influence sur l'amélioration de la dureté superficielle. Le durcissement superficiel doit être effectué et bien contrôlé dans un four sous atmosphère protectrice sous pression, qui permet de faire varier facilement la composition du gaz en fin de traitement afin de produire une couche de rutile homogène et non poreuse. Le résultat est similaire au processus TO. De cette manière, il s'agit d'un processus en une seule étape, sans parler d'un processus en trois étapes comme dans le cas du processus combiné BDO/TO, ce qui entraîne d'importantes économies d'énergie. Le procédé utilise uniquement des gaz totalement inertes - argon et oxygène - et est donc respectueux de l'environnement, non toxique et ne contribue pas à l'effet de serre. Bien que le procédé soit bon, le traitement sous vide est coûteux et il existe des problèmes évidents de contrôle dans le procédé d'oxydation/diffusion en deux étapes. Même si le temps de diffusion sous vide est fixe, de petits changements dans la quantité d’oxydes formés au cours de l’étape peuvent entraîner des différences significatives dans la distribution ultérieure de la dureté.