Како побољшати хабање легура титанијума?

Титанијумске легуре имају предности високе специфичне чврстоће, добре заварљивости, одличне биокомпатибилности и отпорности на корозију, и сада су постале одличан структурни материјал за примену у ваздуху, копну и морском окружењу. Иако се легуре титанијума широко користе у различитим областима, њихова ниска тврдоћа, слаба отпорност на хабање и висок коефицијент трења у великој мери ограничавају њихову примену у трибологији.

Да би се побољшале триболошке особине легура титанијума и повећала њихова отпорност на хабање, третман чврстим карбуризацијом је спроведен на легурама ТА1, ТЦ4 и ТЦ21. Процес карбуризације легура титанијума приказан је у табели 1. Дебљина наугљиченог слоја и ТиЦ слоја у ТА1 легури расте са вишим температурама карбуризације и дужим временом карбуризације. За легуру ТЦ4, дебљина подслоја једињења се повећава са вишим температурама и дужим временом карбуризације, али укупна дебљина наугљиченог слоја опада како температура карбуризације расте. Слично, дебљина карбуризованог слоја у легури ТЦ21 опада са повећањем температуре карбуризације. На температурама од 1000 до 1100 степени, раст подслоја једињења у легури ТЦ4 контролише се растом Ти{14}Ал интерметалних једињења и хемијским реакцијама између Ц и Ти{15}}Ал интерметала. Формирање подслоја једињења има период инкубације; након овог периода, сложени подслој следи параболични закон раста. Израчуната енергија активације дифузије је 192,597 кЈ/мол.

Након обраде карбуризацијом, површинска тврдоћа легуре ТА1, легуре ТЦ4 и легуре ТЦ21 порасла је за 350,99%, 163,67% и 175,39%, респективно, у поређењу са оригиналним легурама. Испитивања трења и хабања на суво клизање су спроведена на карбуризованим легурама, а резултати су показали да су у поређењу са оригиналним легурама, стопе хабања карбуризоване легуре ТА1, ТЦ4 легуре и ТЦ21 легуре смањене за више од 98,44%, 97,39% и 96,16%, односно 96,16%, односно ТЦ побољшале отпорност на хабање. повећана температура карбуризације. Параметри испитивања хабања приказани су у табели 2.