Jak powstaje krucha warstwa na powierzchni tytanu i stopów tytanu?

Jak powstaje krucha warstwa na powierzchni tytanu i stopów tytanu?

Tytan jest ważnym materiałem metalowym, stop tytanu ma szeroki zakres zastosowań w przemyśle lotniczym i obronnym oraz w innych dziedzinach, głównie do produkcji części lotniczych i silników.Kucie w wysokiej temperaturze jest ważną metodą procesu formowania stopów tytanu.Podczas wysokotemperaturowego procesu przeróbki plastycznej na powierzchni tytanu i stopów tytanu tworzy się krucha warstwa.Ta krucha warstwa poważnie wpływa na jakość części ze stopu tytanu.

Jak powstaje krucha warstwa na powierzchni tytanu i stopów tytanu?Kiedy tytan jest wystawiony na działanie wysokich temperatur, w wyniku dyfuzji tlenu do tytanu tworzy się twarda, krucha warstwa, zwana warstwą alfa.

Tytan jest bardzo wytrzymałym metalem, a warstwa alfa zmniejsza naprężenia, jakie może wytrzymać powierzchnia przed pęknięciem.Pękanie na powierzchni tytanu i stopów tytanu może prowadzić do powstawania pęknięć, które ostatecznie prowadzą do zniszczenia części.Awaria części może prowadzić do wypadków lotniczych i obrażeń.Istnieją trzy różne możliwe podejścia do radzenia sobie z tworzeniem się warstwy alfa na tytanie: zapobieganie, minimalizacja lub usuwanie.Procesem stosowanym obecnie w przemyśle w celu rozwiązania tego problemu jest usuwanie poprzez mielenie chemiczne.

Mielenie chemiczne zasadniczo polega na zanurzeniu kutego produktu w pojemniku wypełnionym mocnym kwasem, kwasem fluorowodorowym lub kwasem azotowym w celu usunięcia warstwy alfa.Obecnie proces mielenia chemicznego nie jest idealnym rozwiązaniem problemu, ponieważ przemysł lotniczy ma bardzo surowe przepisy, co sprawia, że ​​mielenie chemiczne jest bardzo drogie.Naraża to również zaangażowane firmy na ryzyko prawne, ponieważ w skrajnych przypadkach wycieki chemikaliów mogą zaszkodzić zarówno pracownikom, jak i otaczającemu je środowisku.Ponadto należy utylizować odpadowy kwas fluorowodorowy, co budzi głębsze obawy środowiskowe.

W świetle obecnych postępów kilka aspektów nadal wymaga dogłębnej pracy.Po pierwsze, mechanizm generowania warstwy α, mający na celu zbadanie zapobiegania i łagodzenia powstawania warstwy α.Po drugie, wpływ różnych powłok na warstwę α, mając na celu zbadanie lepszych powłok ochronnych.Po trzecie, metoda oceny warstwy α na powierzchni tytanu i stopów tytanu, aby dokładnie określić głębokość warstwy α i pomóc w tworzeniu prawidłowego procesu chemicznego mielenia.

Badanie tego problemu sprzyja poprawie bezpieczeństwa odkuwek z tytanu i stopów tytanu oraz ekonomiczności procesu usuwania warstwy α stopu tytanu.