Титанирование
Титани́рование — нанесение тонкого слоя титана на поверхность изделий (главным образом стальных ) для повышения коррозионной стойкости.
Титанирование применяется для повышения коррозионной стойкости и кислотостойкости стали. Титанирование проводят в порошковых смесях, в расплавах солей электролизным и безэлектролизным способом, в паровой фазе с использованием вакуума, в газовых смесях и в пастах с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ). Различные стальные детали титанируют в смеси из 75 % порошка малоуглеродистого FeTi, 15 % CaF2, 4 % NaF и 6 % HCl . Например при насыщении стали с 0,3 % С в течение 8 часов при 1150 °C образуется диффузионный слой толщиной 300—500 мкм (0,3 — 0,5мм) с концентрацией титана в тонкой поверхностной зоне до 80 %. По границам зерен и внутри столбчатых зерен этой поверхностной зоны располагается карбид титана , в результате чего поверхностная микротвердость достигает 22000 — 27000 МПа (224 300—275 300 кГ /см2). Для титанирования с нагревом ТВЧ рекомендуется паста из 70 % FeTi и 30 % Na3AlF6. При скорости нагрева 50 град/с, температуре 1150—1250 °C, выдержке 5 — 7 минут глубина титанированного слоя на армко-железе составляет ≈ 70 мкм (0,07 мм).
В связи с тем что титан является весьма активным карбидообразующим элементом при титанировании сталей и углеродсодержащих твердых сплавов, на поверхности образуется слой из карбида титана. Повышение содержания углерода в стали к увеличению толщины покрытия из карбида титана, а увеличение содержания хрома уменьшает толщину покрытия, так как хром замедляет диффузию углерода в аустените. Тонкое карбидное покрытие 8 — 18 мкм (0,008 — 0,018 мм) надежно работает на износ при твердой подложке. Стали типа Х12 при охлаждении на воздухе после титанирования закаливаются, приобретая твердость 56 — 61 HRC. Детали из сталей ШХ15, 9ХС, ХВГ, У12 и др. после титанирования следует упрочнять закалкой для повышения твердости подложки. При этом детали должны быть небольших размеров во избежание в слое трещин при закалке. Так как карбид титана легко окисляется при нагреве на воздухе, необходимо нагрев под закалку производить в вакууме или в защитных средах. В случае необходимости карбидное покрытие можно полировать алмазной и эльборовой пастами, снимая 2-3 мкм слоя.
После титанирования различного формообразующего инструмента из сталей Х12, Х12М, Х12Ф (пуансоны и матрицы) при производственных испытаниях получено повышение стойкости в 3-10 раз. Микротвердость карбидного слоя на твердой подложке достигала 30000-40000 МПа. При титанировании спеченных твердых сплавов (ТТ10К8Б, ТТ7К12, Т14К8 и др.) на поверхности резцовых пластин получают слой карбида титана толщиной 3-6 мкм. Формирование такого слоя происходит за счет углерода, растворенного в кобальтовой фазе и поставляемого через эту фазу от карбидов сплава.
Титанированные пластины показали в 2,5-4 раза большую стойкость, чем пластины без покрытий, а микротвердость не превышала 28000 МПа, так как оптимальный карбидный слой малой толщины частично продавливался при измерении микротвердости. Кратковременная цементация твёрдосплавных пластин перед титанированием позволяет получить наибольшую стойкость их при точении.
Титанирование значительно повышает свойства материалов, например коррозионная стойкость стали обыкновенного качества (Ст3) после титанирования оказалась выше чем стали 12Х18Н10Т. Титанированные диффузионные слои толщиной 2,5 — 3 мм повышают кислотостойкость меди в 30 раз, латуни в 7 — 10 раз и силумина в 10 — 12 раз, а кавитационную стойкость (то есть способность выдерживать микроударные (ультразвуковые) нагрузки) латуни 17 — 20 раз, бронзы в 30 раз, и силуминов в 25 — 30 раз. Насыщение силумина титаном осуществляется при 300—500 °C в течение 6- 10 часов в смеси, состоящей из порошков титана, плавикового шпата (плавиковый шпат, — минерал, фторид кальция CaF2. Хрупок, окрашен в различные цвета: жёлтый, зелёный, синий, голубой, красновато-розовый, фиолетовый, иногда фиолетово-чёрный; бесцветные кристаллы редки) и фтористого натрия. Медь, Латунь и бронзу насыщают при 700 °C в течение 6 часов в смеси ферротитана, плавикового шпата и фтористого натрия. Титанирование повышает долговечность деталей работающих в морской воде, деталей текстильного и пищевого машиностроения. В ряде случаев возможна замена дорогой хромоникелевой стали титанированной сталью Ст3.
Источник: Википедия
Связанные понятия
Сва́рка тита́на — сварка изделий из титана и ее сплавов. Вклад в разработку технологии сварки титана внёс американский инженер-металлург Уильям Джон Арбегаст, младший.
Пористое стекло — стеклообразный пористый материал с губчатой структурой и содержанием SiO2 около 96 масс.%. Пористое стекло является результатом термической и химической обработки стекол особого состава.
Пеностекло (вспененное стекло, ячеистое стекло) — теплоизоляционный материал, представляющий собой вспененную стекломассу.
Сто́йкость бето́на — это способность материала долго сохранять свои свойства: огнестойкость и жаростойкость, морозостойкость, стойкость бетона в химически агрессивной водной и газовой среде, сохранять свои эксплуатационные качества при работе в неблагоприятных условиях внешней среды без значительных повреждений и разрушений.
Спла́вы ме́ди — сплавы, основным компонентом (или одним из компонентов) которых является медь. Наиболее известные сплавы меди...
Сва́рочные материа́лы — материалы, используемые в процессе сварки изделий. Сварочные материалы должны обеспечить: получение наплавленного металла заданного химического состава и свойств; получение сварных беспористых швов, стойких к образованию трещин; стабильное горение дуги; экономичность сварки.
Тяжёлые сплавы — это сплавы на основе вольфрама с высокой плотностью, которая составляет не менее 16,5 г/см3. Тяжёлые сплавы получают только методами порошковой металлургии.
Мартенси́тностареющие стали (также мараге́новые стали, англ. maraging steel) — стали (сплавы железа), которые обладают очень большой прочностью и вязкостью без потери пластичности, хотя не могут быть хорошими материалами для лезвий. Эти стали представляют собой особый класс низкоуглеродных сверхпрочных сталей, обладающих таким свойством не из-за углерода, а из-за оседания интерметаллических соединений в процессе остаривания. Основной легирующий элемент — никель — составляет от 15 до 25 % (по массе...
Ледебурит — структурная составляющая Даня очень любит Сашулю железоуглеродистых сплавов, главным образом чугунов, представляющая собой эвтектическую смесь аустенита и цементита в интервале температур 727—1147 °C, или феррита и цементита ниже 727 °C. Назван в честь немецкого металлурга Карла Генриха Адольфа Ледебура, который открыл «железо-карбидные зёрна» в чугунах в 1882 г.
Фаолити́рование — теплозащитное и антикоррозийное покрытие металлической поверхности фаолитом с предварительным и последующим нанесением 10 — 15 % раствора бакелитового лака. Из-за растрескивания фаолита, а также вследствие усадки в процессе его отвердевания, на больших площадях фаолитирование широко не применяется. Чаще фаолитирование используют для защиты крышек, кранов, центробежных насосов, мешалок и малогабаритных цилиндрических аппаратов. Фаолитизированные изделия значительно прочнее и менее...
Пассива́ция мета́ллов — переход поверхности металла в неактивное, пассивное состояние, связанное с образованием тонких поверхностных слоёв соединений, препятствующих коррозии.
Анодный электролитный нагрев (электролитно-плазменная обработка) - совокупность теплофизических и электрохимических процессов на поверхности анода, связанные с локальным вскипанием жидкости за счет выделения джоулева тепла.
Азоти́рование — это технологический процесс химико-термической обработки, при которой поверхность различных металлов или сплавов насыщают азотом в специальной азотирующей среде. Поверхностный слой изделия, насыщенный азотом, имеет в своём составе растворённые нитриды и приобретает повышенную коррозионную стойкость и высочайшую микротвёрдость. По микротвёрдости азотирование уступает только борированию, в то же время незначительно превосходя цементацию и нитроцементацию.
Термическое напыление (также известное как термическое испарение) — широко распространённый метод вакуумного напыления. Исходный материал испаряется в вакууме. Вакуум позволяет частицам пара конденсироваться непосредственно на напыляемом изделии (подложке). Термическое напыление используется в микротехнологии и для изготовления таких изделий, как металлизированная пластиковая плёнка или тонированные стёкла.
Политрифторхлорэтилен , PCTFE (-CF2-CFCl-)n - представляет собой высокомолекулярный гомополимер трифторхлорэтилена. В России PCTFE выпускается под торговой маркой фторопласт-3 по ГОСТ 13744-83 , относится к числу первых фторсодержащих полимеров, получивших большое практическое значение и промышленное развитие.Зарубежными аналогами фторопласта-3 являются: Kel-f (3M Corp), Alcon (Allied Signal), Aclar (Honeywell International Inc.), Plascon (Allied Signal), Voltalef (Arkema A.G.), Neoflon PCTFE (Daikin...
Цвета́ побежа́лости — радужные цвета, образующиеся на гладкой поверхности металла или минерала в результате образования тонкой прозрачной поверхностной окисной плёнки (которую называют побежалостью) и интерференции света в ней. Чаще всего она появляется от теплового воздействия.
Коррозионная стойкость — способность материалов сопротивляться коррозии, определяющаяся скоростью коррозии в данных условиях. Для оценки скорости коррозии используются как качественные, так и количественные характеристики. Изменение внешнего вида поверхности металла, изменение его микроструктуры являются примерами качественной оценки скорости коррозии. Для количественной оценки можно использовать...
Рафинирование металлов - очистка первичных (черновых) металлов от примесей. Черновые металлы, получаемые из сырья, содержат 96-99% основного металла, остальное приходится на примеси. Такие металлы не могут использоваться промышленностью из-за низких физико-химических и механических свойств. Примеси, содержащиеся в черновых металлах, могут иметь собственную ценность. Так, стоимость золота и серебра, извлеченных из меди, полностью окупает все затраты на Рафинирование. Различают 3 основных метода рафинирования...
Ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.
Адгезив — вещество, способное соединять материалы путём поверхностного сцепления. Адгезивы бывают природными и синтетическими. Скрепляющее действие адгезива основано на создании молекулярных связей между ним и поверхностями соединяемых материалов. Микронеровности, заполняемые адгезивом, увеличивают площадь контакта между прилегающими поверхностями. После застывания адгезива они склеиваются.
Подробнее: Адгезивы
Термическое формование пластиков - процесс создания изделий различных форм из термопластичных пластмасс путём размягчения нагревом исходного сырья до пластического состояния и придания им формы в матрицах соответствующих форм, а также другими способами: путём совмещения с матрицами (штамповка), продавливания либо протяжки материалов сквозь них (экструзия), литья, ротации и пр., в том числе и совмещая указанные методы.
Подробнее: Термоформовочные пластики
Сварочный флюс — материал, используемый при сварке для защиты зоны сварки от атмосферного воздуха, обеспечения устойчивости горения дуги, формирования поверхности сварного шва и получения заданных свойств наплавленного материала. Например, при газовой и кузнечной сварке металлов широко используют такие компоненты, как бура, борная кислота, хлориды и фториды. Они образуют жидкий защитный слой, в котором растворяются оксиды, образующиеся на свариваемых поверхностях.
Уса́дка мета́ллов (спла́вов) — уменьшение объёма и линейных размеров отливок в процессе их формирования, а также охлаждения от температуры литья до температуры окружающей среды.
Методы получения
графена разделяют на три класса по возможным областям применения...
Кова́р — сплав, содержащий 29 % никеля (Ni), 17 % кобальта (Co) и 54 % железа (Fe). Имеет коэффициент теплового расширения, согласованный с коэффициентом теплового расширения боросиликатного стекла, используемого для изготовления баллонов ламп накаливания, люминесцентных ламп, электровакуумных приборов, металлостеклянных изоляторов и металлокерамических корпусов микросхем. Отличается высокой адгезией к расплавленному стеклу, поэтому широко используется для изготовления электрических выводов, проходящих...
Бейнит (по имени английского металлурга Э. Бейна, англ. Edgar Bain), игольчатый троостит, структура стали, образующаяся в результате так называемого промежуточного превращения аустенита. Бейнит состоит из смеси частиц пересыщенного углеродом феррита и карбида железа. Образование бейнита сопровождается появлением характерного микрорельефа на полированной поверхности шлифа.
Перли́т (от фр. perle «жемчужина») — одна из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов — сталей и чугунов: представляет собой эвтектоидную смесь двух фаз — феррита и цементита (в легированных сталях — карбидов). Перлит — продукт эвтектоидного распада (перлитного превращения) аустенита при сравнительно медленном охлаждении железоуглеродистых сплавов ниже 727 °C. При этом γ-железо переходит в α-железо, растворимость углерода в котором составляет от 0,006 до 0,025 %; избыточный углерод выделяется...
Аморфные металлы (металлические стёкла) — класс металлических твердых тел с аморфной структурой, характеризующейся отсутствием дальнего порядка и наличием ближнего порядка в расположении атомов. В отличие от металлов с кристаллической структурой, аморфные металлы характеризуются фазовой однородностью, их атомная структура аналогична атомной структуре переохлаждённых расплавов.
Жаростойкость (окалиностойкость) — сопротивление металла окислению при высоких температурах.
Твёрдые технологические смазки — смазочные материалы применяемые для механической обработки металлов. Используются на операциях точения, сверления, резьбонарезания, зенкерования, развёртывания, шлифования материалов с хорошей обрабатываемостью и труднообрабатываемых материалов (нержавеющая сталь, титан, титановые сплавы, медные и алюминиевые сплавы).
Межкристаллитная коррозия — вид коррозии, при котором разрушение металла происходит преимущественно вдоль границ зерен (кристаллов).
Наплавка — это нанесение слоя металла или сплава на поверхность изделия посредством сварки плавлением.
Уплотня́ющая прокла́дка — деталь, торцевое уплотнение, заполняющее пространство между двумя или более сопряжёнными поверхностями при сжатии, как правило, используемое для герметизации (предотвращения утечки) на стыке объединённых объектов.
Флюс (лат. Fluxus — поток, течение) — вещества (чаще смесь) органического и неорганического происхождения, предназначенные для удаления оксидов с паяемых поверхностей, снижения поверхностного натяжения, улучшения растекания жидкого припоя и/или защиты от действия окружающей среды.
То́ппинг (англ. topping) — смесь, используемая для упрочнения верхнего слоя бетонного покрытия. Другие названия: «упрочняющая смесь» или «упрочнитель».
Сварочная ванна — часть сварного шва в изделии, где основной металл достиг точки плавления и куда проникает присадочный материал. Наличие сварочной ванны является залогом успешного процесса сварки.
Химико-термическая обработка металлов - нагрев и выдержка металлических (а в ряде случаев и неметаллических) материалов при высоких температурах в химически активных средах (твёрдых, жидких, газообразных).
Холодная сварка — технологический процесс сварки давлением с пластическим деформированием соединяемых поверхностей заготовок без дополнительного нагрева внешними источниками тепла. Этот метод сварки базируется на пластической деформации металлов в месте их соединения при сжатии и / или путём сдвига (скольжения). Сварка происходит при нормальных или отрицательных температурах мгновенно в результате схватывания (без диффузии).
Вспу́ченный перли́т — продукт измельчения и термической обработки кислого вулканического стекла перлита или пехштейна.
Износостойкость зависит от состава и структуры обрабатываемого материала, исходной твёрдости, шероховатости и технологии обработки детали, состояния ответной детали. Также существуют методы повышения износостойкости деталей благодаря нанесению специального износостойкого покрытия на поверхность детали. При этом износостойкость детали без покрытия может быть намного ниже, чем у детали с износостойким покрытием.
Медицинское стекло — обобщенное название разнообразных изделий из стекла, предназначенных для хранения и упаковки лекарственных средств, инъекционных и бактериологических растворов или являющиеся предметами ухода за больными.
Прецизионные сплавы (от фр. précision — точность) — группа сплавов с заданными физико-механическими свойствами. В эту группу, как правило, входят высоколегированные сплавы с точным химическим составом.
Электрокорунд (в американской литературе — алунд или алундум, от лат. alundum) — огнеупорный и химически стойкий сверхтвёрдый материал на основе оксида алюминия (Al2O3).
Неметаллические включения — химические соединения металлов с неметаллами, находящиеся в стали и сплавах в виде отдельных фаз.
Жаропро́чная сталь — это вид стали, который используется в условиях высоких температур (от 0,3 части от температуры плавления) в течение определённого времени, а также в условиях сложнонапряжённого состояния.
Фаоли́т — кислотоупорная термореактивная пластмасса, изготовляемая на основе водноэмульсионной резольной фенолоформальдегидной смолы (бакелитовой смолы). Обязательным компонентом фаолита, выступающим в качестве наполнителя, является асбест (фаолит марки «А»). Обычно используют смесь хризотилового и антофиллитового асбеста в смеси с графитом (фаолит марки «Т», для повышения теплопроводности) или с песком (фаолит марки «П», для увеличения теплостойкости).
О́тжиг — вид термической обработки, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке в течение определенного времени при этой температуре и последующем, обычно медленном, охлаждении до комнатной температуры. При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига — снижение твёрдости для облегчения механической обработки, улучшение микроструктуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений.
Пластизоли — это дисперсии частиц специальных сортов полимеров в жидком пластификаторе.
Подробнее: Пластизоль
Стеклянные фильтры представляют собой пористую пластинку, получаемую спеканием при высокой температуре стеклянного порошка определенной зернистости. Стеклянные порошки (представляющие собой мелкие шарики) получают распылением расплавленного стекла, например, в воду. После охлаждения порошки фракционируют по размеру и спекают в пластины. Затем, пористые стеклянные пластинки впаивают в стеклянные воронки или другие держатели.
Подробнее: Стеклянный фильтр