Kaedah Memateri Terbaik untuk Aloi Titanium dan Titanium

Titanium dan aloinya, yang terdiri daripada unsur-unsur seperti besi, aluminium, vanadium, dan molibdenum, mempunyai sifat fizikal dan mekanikal yang sangat baik seperti kekuatan tinggi, rintangan haba yang tinggi, dan rintangan kakisan yang baik. Ia digunakan secara meluas dalam bidang berteknologi tinggi seperti kejuruteraan kimia, kejuruteraan marin, pengangkutan, perubatan, pembinaan, aeroangkasa, dan industri ketenteraan dan merupakan bahan struktur ringan yang penting. Antaranya, aeroangkasa adalah kawasan aplikasi hiliran yang penting.
Titanium dan aloinya adalah logam reaktif dan digunakan secara meluas dalam industri aeroangkasa, petrokimia dan nuklear. Masalah utama dalam pematerian titanium dan aloinya adalah seperti berikut:
① Filem oksida yang stabil di permukaan. Titanium dan aloinya mempunyai pertalian yang kuat untuk oksigen dan mudah menghasilkan filem oksida yang stabil pada permukaan, yang menghalang pembasahan dan penyebaran bahan pematerian. Oleh itu, ia mesti dikeluarkan semasa pematerian.
② Sangat menyerap gas. Titanium dan aloinya mempunyai kecenderungan untuk menyerap hidrogen, oksigen, dan nitrogen semasa proses pemanasan, dan semakin tinggi suhu, semakin kuat penyerapan, yang membawa kepada penurunan mendadak dalam keplastikan dan keliatan titanium. Oleh itu, pematerian hendaklah dijalankan dalam suasana vakum atau lengai.
③ Mudah membentuk sebatian antara logam. Titanium dan aloinya boleh bertindak balas dengan kebanyakan bahan pematerian untuk membentuk sebatian rapuh, menyebabkan sendi menjadi rapuh. Oleh itu, bahan pematerian yang digunakan untuk pematerian bahan lain pada dasarnya tidak sesuai untuk pematerian logam reaktif.
④ Struktur dan sifat terdedah kepada perubahan. Titanium dan aloinya mengalami perubahan fasa dan kekasaran butiran semasa pemanasan. Semakin tinggi suhu, semakin serius kekasaran, jadi suhu untuk pematerian suhu tinggi tidak boleh terlalu tinggi.
Ringkasnya, apabila mematerikan titanium dan aloinya, perhatian mesti diberikan kepada suhu pemanasan pematerian. Secara amnya, suhu pematerian tidak boleh melebihi 950-1000 darjah , dan semakin rendah suhu pematerian, semakin kecil kesan ke atas sifat bahan asas. Untuk aloi yang dipadamkan dan dibaja, pematerian juga boleh dilakukan di bawah keadaan tidak melebihi suhu penuaan.
Untuk mengelakkan pengoksidaan dan tindak balas penyerapan oksigen dan hidrogen dalam sambungan pateri, pematerian aloi titanium dan titanium dilakukan dalam suasana vakum dan lengai dan pematerian nyalaan biasanya tidak digunakan. Apabila memateri dalam vakum atau klorin, pemanasan frekuensi tinggi, pemanasan relau, dan kaedah lain boleh digunakan, yang mempunyai kelajuan pemanasan yang cepat dan masa penahanan yang singkat, menghasilkan lapisan sebatian yang lebih nipis dalam zon antara muka dan prestasi sendi yang lebih baik. Oleh itu, suhu pematerian dan masa pegangan mesti dikawal untuk membuat bahan pematerian mengalir ke dalam jurang.
Sebab mengapa pematerian titanium dan aloinya paling baik dilakukan dalam vakum dan argon ialah walaupun titanium mempunyai pertalian yang besar untuk oksigen, ia boleh memperoleh permukaan licin dalam vakum 13.3Pa disebabkan oleh pembubaran filem oksida pada permukaan.
Apabila pematerian dalam suasana argon dan julat suhu pematerian ialah 760-927 darjah, argon ketulenan tinggi diperlukan untuk mengelakkan titanium daripada berubah warna. Secara amnya, argon cecair dalam bekas penyimpanan bahan pendingin digunakan kerana ia mempunyai ketulenan yang tinggi.
Apabila memateri aloi titanium dan titanium, sebatian antara logam rapuh sering terbentuk pada antara muka atau dalam celah pateri, dengan itu mengurangkan prestasi sambungan pateri. Ikatan resapan boleh digunakan untuk meningkatkan prestasi sambungan brazed. Semasa pematerian, kerajang kuprum setebal 50μm, kerajang nikel atau kerajang perak diletakkan di antara aloi titanium, yang masing-masing membentuk eutektik Cu-Ti, Ni-Ti, dan Ag-Ti dengan bergantung pada tindak balas sentuhan antara titanium dan logam ini. Kemudian sebatian antara logam rapuh ini tersebar. Sambungan terikat resapan mempunyai prestasi yang agak baik di bawah suhu dan masa tertentu.
Selain itu, + -aloi titanium fasa boleh digunakan dalam keadaan sepuhlindap, dirawat larutan atau tua. Jika penyepuhlindapan diperlukan selepas pematerian, tiga skema tersedia: pematerian pada atau di bawah suhu penyepuhlindapan selepas penyepuhlindapan; pematerian pada suhu melebihi suhu penyepuhlindapan dan menerima pakai proses penyejukan bersegmen dalam kitaran pematerian untuk mendapatkan struktur penyepuhlindapan; dan pematerian pada suhu melebihi suhu penyepuhlindapan dan kemudian penyepuhlindapan.