Meningkatkan Kekerasan dan Rintangan Haus Tiub Aloi TC11
Mar 13, 2024
Mengapa Tiub Aloi Titanium Pakai
TC11 ialah aloi alfa-beta Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si, yang dibekalkan dalam amalan Cina di bawah sistem penetapan GB/T 3620.1, dengan transus beta hampir 1,000 C dan kekerasan suhu bilik kira-kira 330-36 dalam keadaan annealed. Masalah dalam perkhidmatan gelongsor bukan kekuatan pukal tetapi kelakuan permukaan: filem oksida pada titanium adalah nipis, ia mempunyai ketahanan yang lemah terhadap haus pelekat, dan titanium cenderung untuk hempedu terhadap dirinya sendiri dan terhadap keluli. Tiub yang digunakan dalam silinder hidraulik, pad haus dan lengan gelongsor oleh itu memerlukan lapisan permukaan yang keras, dan pilihan di bawah berbeza terutamanya dalam kekerasan lapisan, kualiti ikatan dan suhu tiub mesti bertahan.
Nitriding dan Pengoksidaan Terma
Nitriding adalah laluan yang paling mudah. Memegang tiub dalam atmosfera yang mengandungi nitrogen-pada 800-900 C menghasilkan lapisan permukaan TiN dan Ti2N dengan kekerasan permukaan Vickers 700 HV atau lebih, dan oksigen atau udara boleh ditambah untuk membina zon resapan yang lebih tebal. Kelemahannya ialah pertumbuhan dimensi, kerapuhan lapisan sebatian tebal dan hakikat bahawa suhu rawatan memusnahkan struktur tempa tiub melainkan keseluruhan komponen kemudiannya dirawat haba. Pengoksidaan terma dalam udara pada 600-800 C ialah varian kos lebih rendah yang menumbuhkan lapisan TiO2 dengan kekerasan sederhana dan meningkatkan ketahanan terhadap pedih, dan ia boleh digunakan pada tiub siap tanpa banyak herotan.
Karburising dan TiC-Lapisan Permukaan
Carbursing titanium menghasilkan fasa TiC pada permukaan dengan kekerasan beberapa kali ganda daripada substrat. Batasannya ialah ikatan: lapisan TiC yang dibentuk oleh pengkarburan ringkas tidak melekat pada substrat dan regangan di bawah beban, jadi ia biasanya digunakan sebagai komposit dan bukannya sebagai salutan. Jika keperluannya ialah sisipan atau lengan-tahan haus dan bukannya tiub monolitik, fasa TiC digunakan sebagai juzuk keras dalam komposit tersinter. Laluan itu dikawal oleh kitaran pensinteran dan parameternya adalah sempit: suhu pensinteran akhir sekitar 1,420 C digunakan untuk komposit berasaskan TiC-dengan fasa ikatan keluli, dengan suhu ditahan cukup rendah untuk mengelakkan fasa ikatan daripada hilang sebagai logam cecair dan fasa keras daripada bercantum menjadi sumber patah.
| Kaedah | Suhu Biasa | Kekerasan Permukaan | Had Utama |
|---|---|---|---|
| Nitriding | 800-900 C | 700 HV atau ke atas | Lapisan kompaun rapuh, herotan |
| Pengoksidaan terma | 600-800 C | Sederhana, lapisan TiO2 | Lapisan nipis, kapasiti beban terhad |
| Carburising | 900-1,000 C dan ke atas | TiC, beberapa kali substrat | Lekatan yang lemah pada substrat |
| Komposit TiC tersinter | Kira-kira 1,420 C | Fasa keras ditambah pengikat | Tidak berkenaan dengan tiub biasa |
Kawalan Kitaran Pensinteran
Dalam laluan komposit kadar pemanasan adalah sama pentingnya dengan suhu puncak. Semasa peringkat-pengikat-suhu rendah, padat mesti mempunyai masa untuk melegakan tegasan pemadatan dan melepaskan agen pembentuk; pemanasan terlalu cepat memerangkap meruap sebagai wap dan menyebabkan pecah atau mikro-rekahan. Di atas kira-kira 900 C, dalam peringkat pengurangan, masa yang mencukupi diperlukan untuk mengeluarkan bahan meruap dan oksigen yang dibawa masuk oleh serbuk mentah. Dalam peringkat-fasa pensinteran cecair, kadar kenaikan suhu diperlahankan semula supaya aloi bilet sepenuhnya. Pembentukan-penyingkiran ejen, pengurangan dan pensinteran{10}}cecair adalah tiga peringkat yang berasingan, setiap satu dengan tanjakan dan tahannya sendiri dan melangkau satu menghasilkan keliangan atau antara muka yang lemah.
Soalan Lazim
Q:Bolehkah nitriding digunakan pada tiub siap?
A: Hanya dengan berhati-hati. Rawatan 800-900 C menyebabkan herotan dan pertumbuhan, jadi elaun pengisaran mesti ditinggalkan, atau tiub mesti nitrid sebelum saiz akhir.
Q:Mengapakah lapisan karbiris tertumpah?
J: Fasa TiC terikat dengan lemah pada substrat titanium dan rapuh. Lapisan berterusan tebal retak di bawah beban sentuhan dan terangkat.
Q:Apakah kekerasan yang boleh dijangkakan daripada nitriding?
A: Kekerasan Surface Vickers 700 HV atau ke atas boleh dicapai pada suhu rawatan 800-900 C, dengan kedalaman dikawal oleh masa dan suhu.
Q:Adakah ujian kekerasan dilakukan pada bahagian siap?
J: Ujian mikrokekerasan kepada ASTM E384 pada sampel terbelah adalah kaedah biasa, kerana bacaan kekerasan pukal dikuasai oleh substrat lembut.
Q:Apakah risiko terlalu panas semasa pensinteran?
J: Suhu berlebihan mendorong fasa ikatan kepada kehilangan cecair dan membolehkan fasa keras bergabung dan berkembang, mewujudkan tapak permulaan patah yang gagal komponen dalam perkhidmatan.
