Med sina fördelar med hög specifik hållfasthet och god värmebeständighet används Ti-6A1-4V titanlegering i stor utsträckning inom flyg-, petrokemi-, livsmedels- och medicinska områden, och står för 75% ~ 85% av den totala användningen av titanlegering, och blir trumfkortslegeringen i titanlegering. Men prestandadefekterna som låg hårdhet, dålig slitstyrka och dålig oxidationsbeständighet vid hög temperatur begränsar i hög grad den fortsatta utvecklingen avGr.5 titanlegering.
Det finns många ytmodifieringstekniker för Gr.5 titanlegering, inklusive traditionella modifieringstekniker representerade av termokemisk oxidation, elektroplätering och strömlös plätering, såväl som moderna materialytbehandlingstekniker som ångavsättning, jonimplantation, mikro-bågeoxidation och glödytbehandling.
(1) Kemisk värmebehandling
Gr.5 Titanlegering har aktiva kemiska egenskaper och kan reagera med en mängd olika grundämnen vid olika temperaturer, och kemiska värmebehandlingsmetoder som oxidation, ammoniak och uppkolning kan förbereda ett hårt keramiskt skikt på ytan av legeringen för att förbättra ytbeständigheten och värmebeständigheten hos titanlegeringen. Det keramiska skiktet som erhålls med termokemisk metod kan också effektivt hämma sprickbildningen och förhindra sprickutbredning, så att kavitationsbeständigheten hos Gr.5 titanlegering kan förbättras avsevärt.
Med hjälp av lågtrycksvakuumammoniakinfiltrationsbehandlingsteknik kan TiN- och TiAIN-beläggningar erhållas med god kombination med substratet, djupet på det härdade lagret är 50~60um och ythårdheten är 1000-1100HV. Den slitstarka TiN/TiN-beläggningen på ytan av Gr.5-legeringen kan förbättras avsevärt med plasmaammoniakinfiltrationsmetoden, vilket avsevärt kan förbättra legeringens ythårdhet och slitstyrka. Vid låg temperatur (950 grader) kan det modifierade lagret på 3~15,4um förberedas på legeringens yta för 5~40h borpermeabilitet av Gr.5, och hårdheten ökas med cirka 5 gånger jämfört med matrisen, och ytslitagemotståndskoefficienten reduceras till 0,2~0,3, och slitstyrkan har förbättrats avsevärt.
(2) Ångdeponering
Vapor deposition är att kondensera ångan av materialet som ska avsättas på substratmaterialet under vakuumförhållanden för att erhålla en tunn film som uppfyller kraven, och den tunnfilmsskyddande beläggningen med utmärkt prestanda kan erhållas på ytan av Gr.5-legering genom fysisk ångdeposition (PVD) eller kemisk ångdeposition (CVD) och derivatiseringsmetoder för båda metoderna.
Den infraröda bredbandiga anti-reflektionsbeläggningen kan förberedas på ytan av Gr.5 genom kemisk ångavsättning, och bredbandsgenomgångshastigheten för legeringsytan når 3~12um, så att den infraröda stealth-prestandan hos Gr.5-legeringen kan förbättras. Diamanttunna filmer kan prepareras på ytan av Gr.5 genom kemisk avsättning i mikrovågsplasma och kemisk avsättning av varm filament. Mikrodiamant- och nanodiamantfilmer med hög renhet av CH, H2 och Ar som råmaterial kan erhållas på ytan av Gr.5-legering genom het kemisk ångavsättning av filament. Den diamantliknande-beläggningen har god biokompatibilitet, utmärkta fysikaliska och kemiska egenskaper och utmärkt slitstyrka, vilket är av stor betydelse för den fortsatta tillämpningen av titanlegering inom det medicinska området.
