จะปรับปรุงพฤติกรรมการสึกหรอของโลหะผสมไทเทเนียมได้อย่างไร?

โลหะผสมไทเทเนียมมีข้อดีคือมีความแข็งแรงจำเพาะสูง เชื่อมได้ดี มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพดีเยี่ยม และทนทานต่อการกัดกร่อน และปัจจุบันกลายเป็นวัสดุโครงสร้างที่ดีเยี่ยมสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมทางอากาศ พื้นดิน และทางทะเล แม้ว่าโลหะผสมไทเทเนียมจะถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ แต่ความแข็งต่ำ ความต้านทานการสึกหรอต่ำ และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสูงจะจำกัดการใช้งานในไทรโบโลยีอย่างมาก

เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติไตรโบโลยีของโลหะผสมไทเทเนียมและเพิ่มความต้านทานการสึกหรอ จึงมีการดำเนินการชุบแข็งคาร์บูไรเซชันกับโลหะผสม TA1, โลหะผสม TC4 และโลหะผสม TC21 กระบวนการคาร์บูไรเซชันสำหรับโลหะผสมไททาเนียมแสดงไว้ในตารางที่ 1 ความหนาของชั้นคาร์บูไรซ์และชั้น TiC ในโลหะผสม TA1 จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิคาร์บูไรเซชันที่สูงขึ้นและระยะเวลาคาร์บูไรเซชันนานขึ้น สำหรับโลหะผสม TC4 ความหนาของชั้นย่อยของสารประกอบจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่สูงขึ้นและระยะเวลาในการเกิดคาร์บูไรเซชันนานขึ้น แต่ความหนารวมของชั้นคาร์บูไรเซชันจะลดลงเมื่ออุณหภูมิของคาร์บูไรเซชันเพิ่มขึ้น ในทำนองเดียวกัน ความหนาของชั้นคาร์บูไรซ์ในโลหะผสม TC21 จะลดลงเมื่ออุณหภูมิของคาร์บูไรเซชันเพิ่มขึ้น ที่อุณหภูมิ 1,000 องศา –1100 องศา การเจริญเติบโตของชั้นย่อยของสารประกอบในโลหะผสม TC4 จะถูกควบคุมโดยการเติบโตของสารประกอบระหว่างโลหะ Ti{14}}Al และปฏิกิริยาทางเคมีระหว่าง C และ Ti-โลหะผสมระหว่างโลหะ Ti การก่อตัวของชั้นย่อยของสารประกอบนั้นมีระยะฟักตัว หลังจากช่วงเวลานี้ ชั้นย่อยแบบผสมจะเป็นไปตามกฎการเติบโตแบบพาราโบลา พลังงานกระตุ้นการแพร่กระจายที่คำนวณได้คือ 192.597 กิโลจูล/โมล

หลังการบำบัดด้วยคาร์บูไรซิ่ง ความแข็งผิวของโลหะผสม TA1, โลหะผสม TC4 และโลหะผสม TC21 เพิ่มขึ้น 350.99%, 163.67% และ 175.39% ตามลำดับ เมื่อเทียบกับโลหะผสมดั้งเดิม ทำการทดสอบแรงเสียดทานและการสึกหรอแบบแห้งบนโลหะผสมคาร์บูไรซ์ และผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมดั้งเดิม อัตราการสึกหรอของโลหะผสมคาร์บูไรซ์ TA1, โลหะผสม TC4 และโลหะผสม TC21 ลดลงมากกว่า 98.44%, 97.39% และ 96.16% ตามลำดับ และความต้านทานการสึกหรอของโลหะผสม TC4 ดีขึ้นเมื่ออุณหภูมิของคาร์บูไรซิ่งเพิ่มขึ้น พารามิเตอร์การทดสอบการสึกหรอแสดงไว้ในตารางที่ 2