Làm thế nào là lớp giòn được hình thành trên bề mặt của hợp kim titan và titan?

Làm thế nào là lớp giòn được hình thành trên bề mặt của hợp kim titan và titan?

Titan là một vật liệu kim loại quan trọng, hợp kim titan có nhiều ứng dụng trong hàng không vũ trụ và quốc phòng và các lĩnh vực khác, chủ yếu được sử dụng trong sản xuất các bộ phận và động cơ máy bay.Rèn ở nhiệt độ cao là một phương pháp xử lý quan trọng để đúc các hợp kim titan.Trong quá trình tạo hình ở nhiệt độ cao, một lớp giòn được hình thành trên bề mặt của hợp kim titan và titan.Lớp giòn này ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng của các bộ phận hợp kim titan.

Làm thế nào là lớp giòn được hình thành trên bề mặt của hợp kim titan và titan?Khi titan tiếp xúc với nhiệt độ cao, một lớp giòn cứng, được gọi là lớp alpha, hình thành do sự khuếch tán oxy vào titan.

Titan là một kim loại rất bền và lớp alpha làm giảm sức căng mà bề mặt có thể chịu được trước khi nứt.Vết nứt trên bề mặt titan và hợp kim titan có thể dẫn đến sự hình thành các vết nứt, cuối cùng dẫn đến hỏng bộ phận.Bộ phận này bị hỏng có thể dẫn đến tai nạn máy bay và thương tích.Có ba cách tiếp cận khả thi khác nhau để xử lý sự hình thành lớp alpha trên titan: phòng ngừa, giảm thiểu hoặc loại bỏ.Quá trình hiện đang được sử dụng trong ngành để giải quyết vấn đề này là loại bỏ thông qua quá trình nghiền hóa học.

Quá trình nghiền hóa học về cơ bản liên quan đến việc ngâm sản phẩm rèn trong một thùng chứa đầy axit mạnh, axit flohydric hoặc axit nitric để loại bỏ lớp alpha.Hiện tại, quy trình xay xát hóa chất không phải là giải pháp lý tưởng cho vấn đề này vì ngành hàng không có những quy định rất nghiêm ngặt, khiến cho quá trình xay xát hóa chất trở nên rất tốn kém.Điều này cũng khiến các công ty liên quan gặp rủi ro pháp lý, vì trong những trường hợp nghiêm trọng, sự cố tràn hóa chất có thể gây hại cho nhân viên cũng như môi trường xung quanh.Ngoài ra, chất thải axit flohydric phải được xử lý, điều này gây ra những lo ngại sâu sắc hơn về môi trường.

Theo tiến độ hiện tại, một số khía cạnh vẫn cần được nghiên cứu sâu hơn.Đầu tiên, cơ chế tạo lớp α, nhằm mục đích khám phá việc ngăn chặn và giảm thiểu sự hình thành lớp α.Thứ hai, tác dụng của các lớp phủ khác nhau trên lớp α, nhằm khám phá các lớp phủ bảo vệ tốt hơn.Thứ ba, phương pháp đánh giá lớp α trên bề mặt titan và hợp kim titan, để xác định chính xác độ sâu của lớp α, hỗ trợ hình thành quy trình nghiền hóa học chính xác.

Nghiên cứu về vấn đề này có lợi cho việc cải thiện độ an toàn của vật rèn hợp kim titan và titan cũng như tính kinh tế của quy trình loại bỏ lớp α của hợp kim titan.