Titano lydinių pranašumai yra didelis specifinis stiprumas, geras suvirinamumas, puikus biologinis suderinamumas ir atsparumas korozijai, todėl dabar tapo puikia konstrukcine medžiaga, skirta naudoti ore, sausumoje ir jūroje. Nors titano lydiniai yra plačiai naudojami įvairiose srityse, jų mažas kietumas, mažas atsparumas dilimui ir didelis trinties koeficientas labai riboja jų taikymą tribologijoje.
Siekiant pagerinti titano lydinių tribologines savybes ir padidinti jų atsparumą dilimui, buvo atliktas TA1 lydinio, TC4 lydinio ir TC21 lydinio apdorojimas kietuoju karbiuravimu. Titano lydinių karbiuravimo procesas parodytas 1 lentelėje. Karbiuruoto sluoksnio ir TiC sluoksnio storis TA1 lydinyje didėja, kai karburizavimo temperatūra yra aukštesnė ir ilgesnis karbiuracijos laikas. TC4 lydinio sudėtinio posluoksnio storis didėja esant aukštesnei temperatūrai ir ilgesniam karbiuracijos laikui, tačiau bendras karbonizuoto sluoksnio storis mažėja kylant karburizavimo temperatūrai. Panašiai, TC21 lydinio karbonizuoto sluoksnio storis mažėja didėjant karbiuracijos temperatūrai. Esant 1000–1100 laipsnių temperatūrai, sudėtinio posluoksnio augimą TC4 lydinyje kontroliuoja Ti-Al intermetalinių junginių augimas ir cheminės reakcijos tarp C ir Ti{15}}Al intermetalų. Sudėtinio posluoksnio susidarymas turi inkubacinį periodą; po šio laikotarpio sudėtinis posluoksnis vadovaujasi parabolinio augimo dėsniu. Apskaičiuota difuzijos aktyvavimo energija yra 192,597 kJ/mol.
| Įvertinimas |
Karbiuracijos temperatūra (laipsniai) |
Karbiuracijos laikas (h) |
|
TA1 |
950,1000,1050,1100 |
4,6 |
|
TC4 |
950,1000,1050,1100 |
1,2,4,6,10 |
|
TC21 |
950,1000,1050,1100 |
4,6 |
Po apdorojimo karbiuratoriumi TA1 lydinio, TC4 lydinio ir TC21 lydinio paviršiaus kietumas padidėjo atitinkamai 350,99%, 163,67% ir 175,39%, palyginti su originaliais lydiniais. Buvo atlikti karbonizuotų lydinių sausos slydimo trinties ir susidėvėjimo testai, kurių rezultatai parodė, kad, palyginti su originaliais lydiniais, karbonizuoto TA1 lydinio, TC4 lydinio ir TC21 lydinio susidėvėjimo rodikliai sumažėjo atitinkamai daugiau nei 98,44%, 97,39% ir 96,16%, nes pagerėjo TC temperatūros atsparumas ir 96,16%. padidėjo. Susidėvėjimo bandymo parametrai pateikti 2 lentelėje.
|
Slydimo greitis (m/s) |
Naudingasis krovinys (N) |
|
0.2 |
10,15,20,30,40,50,60,70,80,100,120 |
|
0.5 |
10,20,30,40,60,80,100,120,140,180 |
|
1.0 |
10,15,20,25,30,35,40,50,60 |
|
2.0 |
10,15,20,25,30 |
