钛合金的表面渗氧强化研究进展

一种简单而有效的被称之为钛合金表面渗氧强化处理的技术在最近几年得到发展。介绍了渗氧强化机理及几种渗氧强化处理技术,包括氧扩散(OD)、热氧化(TO)等离子体渗氧和激光渗氧;最后对渗氧强化处理的前景作了展望。

BT20钛合金表面渗氧研究

氧与钛之间的亲合力比较高,利用这一点可以通过热处理的办法对钛及钛合金部件表面的硬度和耐磨性进行提高。将激光处理的和未经激光处理的BT20钛合金放置在一种特殊固体介质中于大气气氛下进行渗氧处理,来研究炉的加热条件和前处理过程对显微组织和硬度的影响。激光处理过的和未经激光处理的BT20钛合金在相同温度和处理时间的条件下进行渗氧以获得强化层。处理后外层为金红石型的TiO2,里层为由-αTi组成的氧固溶强化层。激光处理的试样在渗氧后表面硬度最高可达到Hv628,厚度可以达到35μm,而未经激光处理的钛合金的表面硬度最高可以达到Hv580,膜厚度达到25μm。

经济型耐腐蚀钢中氧作用的研究

为了冶炼不同氧含量的碳素船体钢,通过机械性能试验和周浸试验研究了钢中氧含量对钢材腐蚀性能和机械性能的影响.结果表明,在连铸生产许可的氧范围内,随着钢水脱氧程度的减弱,钢中氧质量分数增加,钢材的平均腐蚀率略有下降,而耐点蚀性能有较明显增强,变化曲线的高氧端比低氧端平均点蚀深度下降约22.7%.弱脱氧钢的机械性能符合规范要求,可达到D级钢水平.分析认为,氧提高钢材耐蚀性的原因主要是固溶氧可提高铁的热力学稳定性,提高了蚀孔内铁的腐蚀电位,降低了蚀坑扩展速度.氧作为耐蚀元素应用可以显著降低耐蚀钢的成本,提高经济性.

氧对牙科用Ti-15Zr合金耐磨性能的影响

目前,在牙科临床应用的Ti-Zr合金依然存在耐磨性不足等力学性能问题,制约了其在牙科领域的进一步发展。本实验采用粉末冶金的方法,制备了氧含量较高的Ti-15Zr-0.72O(质量分数,%)和Ti-15Zr-0.86O合金,通过与传统铸锭冶金制备的Ti-15Zr合金对比,研究氧含量对材料力学性能的影响。Ti-15Zr-0.86O合金的显微维氏硬度达到449.9HV,比Ti-15Zr-0.72O的高8%,相对Ti-15Zr的高出76%。在模拟唾液中进行的摩擦磨损实验显示,Ti-15Zr-0.86O相对于Ti-15Zr-0.72O磨损质量减少,表面剥落现象更少,且两者磨损量远小于Ti-15Zr。实验结果表明通过添加氧元素,Ti-15Zr系列合金的硬度和耐磨性能得到大幅度提升。

影响复式碳化物(TiC-WC)固溶氧含量有关因素的研究

如何获得低固溶氧含量的复式磁化物（TiC—WC）是提高YT合金质量的重要途径。本文研究了碳化温度、TiC与WC配比、真空二次处理、碳含量四个方面的工艺参数对复式磁化物氧含量的影响，获得了规律性的关系。

热轧TC4钛合金板富氧层中氧原子的固溶硬化行为

通过波谱分析距表面不同深度的氧含量,研究了热轧TC4钛合金板富氧层氧元素浓度分布规律;同时研究了富氧层氧元素浓度对硬度的影响规律。结果表明:热轧TC4钛合金板富氧层厚度约为60μm,随着距离表面深度增大,富氧层中氧元素浓度逐渐减少;硬化层厚度与富氧层厚度一致,随着距离表面深度增大,硬度逐渐减小;富氧层中O原子的间隙固溶硬化效应导致钛合金形成硬化层;建立了氧浓度、距表面深度和显微硬度两两间的关系式。

基于MgCl_(2)-HoCl_(3)熔盐镁直接脱除钛废料中固溶氧研究

针对现有钛脱氧方法存在成本高、效率低、金属/熔盐分离困难等问题,本研究提出了一种在MgCl_(2)-HoCl_(3)熔盐中,采用Mg作脱氧剂直接脱除钛中固溶氧的新方法。在1273 K下开展了热力学计算和实验研究,结果表明:在MgCl_(2)-HoCl_(3)熔盐中,借助HoOCl(O(inβ-Ti)+Mg(l)+HoCl_(3)(l)=MgCl_(2)(l)+HoOCl(s))的生成,有效降低了脱氧副产物MgO的活度,促进了镁深度脱氧,钛中氧含量可降低至1000×10^(-6)以下(甚至500×10^(-6)以下)。随着熔盐中HoCl_(3)活度的增加,钛中的氧含量降低,当HoCl_(3)的活度为1.0时,氧含量可降至80×10_(-6)左右。基于以上研究结果,本研究提出了一种新的脱氧工艺,该工艺具备成本低、效率高、金属/熔盐分离简单等优势,有望在未来实现工业化应用。

制备高纯稀土金属的新技术

高纯稀土金属与半导体领域中各种器件的高性能化和新的永磁材料的开发密切相关,但稀土金属极其活泼,与氧的亲和力非常强,因而目前市场上出售的高纯稀土金属含氧量大都在1000ppm以上。