Titan- og titanlegeringer er mye brukt i forskjellige felt som luftfart, petrokjemisk, mat og medisinsk på grunn av deres ikke-toksisitet, lette, høye spesifikke styrke og god biokompatibilitet. Imidlertid har ytelsesdefekter som lav hardhet, dårlig slitestyrke og utilstrekkelig motstand mot oksidasjon med høy temperatur begrenset videre utvikling av titanlegeringer. For å overvinne disse manglene har kjemisk varmebehandling (eller kjemisk modifisering) blitt et effektivt middel.
Kjemisk varmebehandling er bruk av kjemiske reaksjoner, og noen ganger fysiske metoder, for å endre den kjemiske sammensetningen av overflatelaget til metalldelene og organisasjonsstrukturen, for å oppnå bedre ytelse enn homogene materialer metallvarmebehandlingsprosess. For titan- og titanlegeringer inkluderer de mest brukte kjemiske varmebehandlingsmetodene nitriding, karburisering, boring og metallisering.
Nitriding produserer nitrider med høy hardhet (f.eks. Vanlige nitridingsteknikker inkluderer saltbad nitriding, gassnitriding, ionimplantasjonsnitriding, dobbeltlags glødplasmatriding, overflatelaser nitriding og vakuumnitriding.
Forgassende behandling brukes til å oppnå karbider på overflaten av titanlegeringer for å forbedre hardheten og slite motstand. På grunn av den tette passivasjonsfilmen på overflaten av titanlegeringer og den lave atomdiffusjonskoeffisienten, er forgasseringsprosessen mer komplisert og krever høyere temperatur og finere teknisk kontroll. Titan og karbon kan danne TIC -armert fase, forgasseringsteknologi inkluderer fast karburisering, ionegassering, gasspassering og lasergasser. Blant dem er fast karburiseringsteknologi enkel, enkel og lave kostnader, men det er vanskelig å kontrollere oksygenkonsentrasjonen, det karburiserte laget er ikke ensartet og tykkelsen er liten.
Boroniserende behandling kan danne borider på overflaten av titanlegeringer for å forbedre hardhet og korrosjonsmotstand ytterligere, egnet for anvendelser med veldig høy hardhet og slitasjebehov. Hovedforbindelsene dannet av titan og bor er TIB og TIB2. Bor penetrasjonsteknikker inkluderer også faste, væske- og gassmetoder, med et bredt spekter av spesifikke teknikker.
Metallurgi brukes til å forbedre egenskapene til titanlegeringer ved å infiltrere andre metalliske elementer inn i overflaten for å danne sammensatte materialer. Det er et bredt utvalg av pre-infiltrerte metallelementer, men de må ha god solid løselighet med titanlegering. Faktorer som påvirker den faste løseligheten av metaller inkluderer hovedsakelig atomstørrelse, kjemisk affinitet, krystallstruktur og relativ atom valens.
Oppsummert har den kjemiske varmebehandlingen av titanlegering sine egne fordeler, og den aktuelle prosessen bør velges etter forskjellige behov. For tiden er nitriding og forgassende teknologier mer utbredt. Med kontinuerlig utvikling av titan- og titanlegeringsteknologi, vil overflatebehandlingen av titanlegering innlede et større rom for utvikling, og gi høyere ytelse for titan- og titanlegeringsprodukter.
