Aloi titanium mempunyai kelebihan kekuatan khusus yang tinggi, kebolehkeluaran yang baik, biokompatibiliti yang sangat baik, dan rintangan kakisan, dan kini menjadi bahan struktur yang sangat baik untuk aplikasi di udara, tanah, dan persekitaran laut. Walaupun aloi titanium digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang, kekerasan rendah mereka, rintangan haus yang lemah, dan pekali geseran yang tinggi sangat mengehadkan aplikasi mereka dalam tribologi.
Untuk meningkatkan sifat tribologi aloi titanium dan meningkatkan rintangan haus mereka, rawatan karburisasi pepejal dijalankan pada aloi TA1, aloi TC4, dan aloi TC21. Proses karburisasi untuk aloi titanium ditunjukkan dalam Jadual 1. Ketebalan lapisan karburisasi dan lapisan tic dalam aloi TA1 meningkat dengan suhu karburisasi yang lebih tinggi dan masa karburisasi yang lebih lama. Untuk aloi TC4, ketebalan sublayer kompaun meningkat dengan suhu yang lebih tinggi dan masa karburisasi yang lebih lama, tetapi ketebalan keseluruhan lapisan karburized berkurangan apabila suhu karburisasi meningkat. Begitu juga, ketebalan lapisan carburized dalam aloi TC21 berkurangan dengan peningkatan suhu karburisasi. Pada suhu 1000 darjah -1100 darjah, pertumbuhan sublayer kompaun dalam aloi TC4 dikawal oleh pertumbuhan Ti - al sebatian intermetallic dan tindak balas kimia antara C dan Ti - al intermetallic. Pembentukan sublayer kompaun mempunyai tempoh inkubasi; Selepas tempoh ini, sublayer kompaun mengikuti undang -undang pertumbuhan parabola. Tenaga pengaktifan penyebaran yang dikira ialah 192.597 kJ/mol.
| Gred |
Suhu karburisasi (darjah) |
Masa karburisasi (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 |
Selepas rawatan karburisasi, kekerasan permukaan aloi TA1, aloi TC4, dan aloi TC21 meningkat sebanyak 350.99%, 163.67%, dan 175.39%, berbanding dengan aloi asal. Geseran gelongsor kering dan ujian memakai telah dijalankan pada aloi karburized, dan hasilnya menunjukkan bahawa berbanding dengan aloi asal, kadar haus aloi TA1, aloi TC4, dan aloi TC21 menurun lebih daripada 98.44%, dan 96.16. Parameter ujian haus ditunjukkan dalam Jadual 2.
|
Kelajuan gelongsor (m/s) |
Muatkan muatan (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 |
