鈦材本身具有優(yōu)秀的耐蝕性,通常不進(jìn)行進(jìn)一步提髙其耐蝕性外表處理，但是鈦材摩擦系數(shù)高，對(duì)粘著磨損和微動(dòng)磨損十分敏感，耐磨性差，高溫高速?zèng)_突易著火，抗高溫氧化性能相對(duì)較差，這些缺點(diǎn)嚴(yán)重影響了其構(gòu)造的安全性和穩(wěn)定性，為了避免鈦在較易受腐濁的鹽酸、硫酸等非氧化性酸水溶液中的腐蝕，避免在NaCL水溶液中的空隙腐蝕和點(diǎn)蝕有時(shí)選用外表處理的辦法。
因而，進(jìn)步鈦合金的耐磨、抗高溫氧化以及耐腐蝕等外表性能是急需解決的問(wèn)題。除改進(jìn)合金的成分和制備技能外，對(duì)鈦合金進(jìn)行外表改性是現(xiàn)在最有用的辦法。大氣氧化處理對(duì)避免鈦的全部腐蝕、空隙腐蝕都有用辦法對(duì)比簡(jiǎn)潔但耐久性不十分牢靠。這是因?yàn)榇髿庋趸幚韮H使氧化膜增厚純鈦在腐蝕環(huán)境中增厚的氧化膜隨時(shí)刻的延長(zhǎng)而變薄，終究致使腐蝕。大氣氧化處理：鈦在高溫大氣中放置可使氧化膜增厚，其膜厚隨溫度的進(jìn)步、時(shí)刻的延長(zhǎng)而增厚。其耐蝕性能保持的時(shí)刻由大氣氧化處理?xiàng)l件(T、t)以及腐蝕環(huán)境的嚴(yán)苛程度所決議的。請(qǐng)求長(zhǎng)時(shí)間安穩(wěn)工作的部件材料通常不選用這種辦法。
(1)進(jìn)步抗疲勞性能。將Pt離子注人
鈦合金，制成噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片其抗疲勞性能提升百倍，一起也提升了耐磨性。
(2)進(jìn)步抗氧化性能。把鍶、鋇注人鈦材外表.注人深度可達(dá)50nm,填充了晶界.構(gòu)成SrTidEuTiO或TiO2化合物，阻塞氧原子擴(kuò)散通道，避免氧進(jìn)一步向鈦材內(nèi)部擴(kuò)散，進(jìn)步材料抗氧化性能。將Ba離子注入鈦材外表，構(gòu)成Ti03化合物，可使其抗氧化性能進(jìn)步近萬(wàn)倍。
(3)進(jìn)步耐磨性。將N離子注人高爾夫球頭，耐磨性進(jìn)步，然后延長(zhǎng)了其使用壽命。將氮離子注人Ti-6A1-4V合金制成的假肢中，使其具有杰出的耐磨性，沖突系數(shù)從0.48降低到0.15，沖突率降低兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
這些年，電子束外表處理技能疾速開(kāi)展，高能量密度的電子束效果到材料外表時(shí)使材料外表具有用常規(guī)辦法難以到達(dá)的物理化學(xué)或力學(xué)性能，顯著進(jìn)步材料外表的耐磨性、耐蝕性及耐高溫氧化性等。www.nmware.com公司選用脈沖高流低能電子束對(duì)鈦合金進(jìn)行外表處理，取得了杰出效果。試驗(yàn)所用材料為T(mén)A15鈦合金(Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V)，樣品外表經(jīng)拋光后，選用強(qiáng)流脈沖電子束進(jìn)行外表改性，電子束加快電壓為28kV，靶極距離81mm，脈沖次數(shù)為15次，脈沖間隔時(shí)刻為45s。對(duì)所獲試樣的硬度測(cè)驗(yàn)標(biāo)明，隨著深度的添加，硬度值先降低后添加，最終趨于一個(gè)定值。這種特別的振動(dòng)式曲線(xiàn)散布可解釋為：在脈沖高能量疾速輻照下，材料能量吸收層內(nèi)會(huì)萌發(fā)熱沖擊波，遇到界面會(huì)反射回來(lái)。屢次輻照，形成應(yīng)力波相互之間發(fā)作干與疊加，呈現(xiàn)復(fù)雜的應(yīng)力散布狀況，使截面顯微硬度呈現(xiàn)特別散布方式。通過(guò)電子束處理后的樣品，其磨損體積比初始樣品進(jìn)步了3倍，闡明電子束處理后TA15
鈦合金耐磨性得到了改進(jìn)，其緣由可能是以下三個(gè)方面:(1)電子束高能量剎那間沉積在材料次表層很小的區(qū)域內(nèi)，使材料疾速升溫到相變溫度或熔化溫度以上，然后靠基體導(dǎo)熱到達(dá)超高速冷卻(約109 K/s)，使材料外表發(fā)作淬火效應(yīng)，起到固溶強(qiáng)化的效果，因而外表的耐磨性進(jìn)步；(2)電子束疾速凝結(jié)進(jìn)程會(huì)使材料表層晶粒細(xì)化，然后進(jìn)步材料的耐磨性；(3)當(dāng)電子束脈沖效果于材料外表時(shí)，溫度開(kāi)端迅速添加，因?yàn)?a href="http://www.nmware.com" target="_blank">鈦材表層向外的疾速熱膨脹遭到束縛而發(fā)作向內(nèi)傳達(dá)的緊縮熱應(yīng)力波。剩余應(yīng)力成壓應(yīng)力散布，對(duì)進(jìn)步耐磨性有利。腐蝕性能測(cè)驗(yàn)標(biāo)明，電子束外表處理后腐蝕電位由初始樣品的-258mV上升到了-108mV，極化電阻由初始樣品的0.8k/cm2添加到了2.5k/cm2，一起自腐蝕電流較初始樣品降低顯著。這闡明樣品的耐腐蝕性能顯著進(jìn)步。腐蝕性能改進(jìn)的首要緣由是: (1)強(qiáng)流脈沖電子束輻照在樣品表層所形成的高溫可以使材料表層吸附或黏著的雜質(zhì)發(fā)作汽化或脫溶，起到清洗的效果；(2)材料表層的疾速冷卻，使外表晶粒細(xì)化，然后致使陰陽(yáng)極面積份額的變小，使腐蝕速度減小。(3)材料外表疾速熔化，隨后又以同樣的高速凝結(jié)，這一進(jìn)程按捺了平衡結(jié)晶，可得到細(xì)密的非平衡安排構(gòu)造，成分均勻，這也在必定程度上按捺了自腐蝕的發(fā)作。
