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为什么要进行钛合金丝的表面渗碳处理?

发布者:2019-04-25 15:20:37
钛及钛合金具有重量轻、强度大、耐腐蚀等许多特性,钛及其合金不仅在航空、宇宙航行工业中有着十分重要的应用,而且已经开始在化工、石油、轻工、发电、冶金等许多民用工业部门中广泛应用。 但是钛和钛合金在绝对硬度和强度方面还是要比钢小一些,用钛做成的钛合金丝在硬度方面的缺点限制了它的应用广度和深度,针对这一情况,很多钛合金厂家就致力于在保证钛和钛合金的耐腐蚀性的前提下,增加钛合金的硬度,而表面渗碳处理就是其中的一个典型处理技术手段。类似于钢的表面渗碳处理,钛合金的表面渗碳处理也是使活性高的碳原子扩散到钛合金的的内部,形成一定厚度的碳含量较高的渗碳层,再经过淬火\回火,使工件的表面层得到碳含量高的钛合金丝,,而心部因碳含量保持原始浓度而得到碳含量低的钛合金, 钛合金的硬度主要与其碳含量有关,故经渗碳处理和后续热处理可使工件获得外硬内韧的性能.
碳在钛中的溶解度小,于850X:时总计为0.3%,而在600C时大约降到0.1%B由于碳在钛中的溶解度小,所以基本上只有通过碳化钛层及其下边扠域的沉积层来达到表面硬化的目的。必须在脱除氧的条件下进行渗碳,因为适用于钢常用渗碳的粉末对着一氧化碳或含氧的一氧化碳表面而形成的表面层硬度达到2700MPa及8500MPa,很容易剥落。
与此相比,在脱氧或脱碳条件下,于木炭中渗碳时可能形成一层薄的碳化钛层。这层的硬度为32OUOMPa,符合于碳化钛的硬度。渗碳层的深度大致大于在同等条件下用氮渗氮时渗氮层的深度。在氧富集的条件下必须考虑到氧的吸收影响硬化深度。只有在很薄的层厚条件下,于真空中或氩-甲烷气氛中渗人碳粉才可能形成足够的粘附强度与此相比,采用气体渗碳剂可能形成特别硬而粘结性良好的碳化钛硬化层。同时在950T:和10201:之间温度的条件下形成的硬化展在50fim和之间。随着层厚的增加,碳化钛层变得比较脆,并且趋向于剥落t为了避免由于芮烷分解而使碳的夹杂物侵人碳化钛层,应采用大约体积分数为2%芮烷的规定剂量添加剂在惰性气体中进行气体渗碳。当采用丙烷添加剂而利用甲烷渗碳的时候就形成较低的表面硬度。当粘合伍力达到卯OkPa条件下在采用气体渗碳的丙烷时,虽然测量出的硬化层厚度很薄,但却具有很好的耐磨损性能。在采用气体型渗碳剂条件下吸收氢,但是在真空退火时却又不得不重新脱除它。

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