آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم به دلیل عدم سمیت ، وزن سبک ، استحکام خاص بالا و زیست سازگاری خوب ، در زمینه های مختلف مانند هوافضا ، پتروشیمی ، مواد غذایی و پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال ، نقص عملکرد مانند سختی کم ، مقاومت در برابر سایش ضعیف و مقاومت کافی در برابر اکسیداسیون درجه حرارت بالا ، توسعه بیشتر آلیاژهای تیتانیوم را محدود کرده است. برای غلبه بر این کاستی ها ، عملیات حرارتی شیمیایی (یا اصلاح شیمیایی) به یک وسیله مؤثر تبدیل شده است.
عملیات حرارتی شیمیایی استفاده از واکنشهای شیمیایی و گاهی اوقات روشهای فیزیکی برای تغییر ترکیب شیمیایی لایه سطحی قطعات فلزی و ساختار سازمانی است ، تا عملکرد بهتری نسبت به فرآیند تصفیه حرارتی فلز به دست آورد. برای آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم ، متداول ترین روشهای تصفیه حرارتی شیمیایی شامل نیتریدر ، کارگروه ، کوره و فلز سازی است.
نیترایدر نیتریدهای سختی بالا (به عنوان مثال قلع و ti2n) را بر روی سطح آلیاژهای تیتانیوم ایجاد می کند ، که خوردگی و مقاومت در برابر سایش عالی را فراهم می کند. تکنیک های نیترایدر متداول شامل نیترایدر حمام نمکی ، نیتریدر گاز ، نیترایدر کاشت یون ، نیترایدر پلاسما پلاسما درخشش دو لایه ، نیترایدر لیزر سطح و نیتریدر خلاء است.
از درمان کاربوریزه برای به دست آوردن کاربیدها در سطح آلیاژهای تیتانیوم برای بهبود سختی و مقاومت در برابر سایش استفاده می شود. با توجه به فیلم غیرفعال متراکم روی سطح آلیاژهای تیتانیوم و ضریب انتشار اتمی کم ، فرآیند کاربریزاسیون پیچیده تر است و به دمای بالاتر و کنترل فنی ظریف تر نیاز دارد. تیتانیوم و کربن می توانند فاز تقویت شده TIC را تشکیل دهند ، فناوری کاربوریزه کننده شامل کارگروهی جامد ، کاروبوریزه کردن یون ، کارآزمایی بنزین و کاربریزاسیون لیزر است. در میان آنها ، فناوری کربوریزه کردن جامد ساده ، آسان و کم هزینه است ، اما کنترل غلظت اکسیژن دشوار است ، لایه کاربور شده یکنواخت نیست و ضخامت آن اندک است.
درمان Boronizing می تواند بر روی سطح آلیاژهای تیتانیوم برای بهبود بیشتر سختی و مقاومت در برابر خوردگی ، مناسب برای برنامه های کاربردی با سختی بسیار زیاد و مقاومت در برابر سایش باشد. ترکیبات اصلی تشکیل شده توسط تیتانیوم و بور TIB و TIB2 هستند. تکنیک های نفوذ بور همچنین شامل روش های جامد ، مایع و گاز با طیف گسترده ای از تکنیک های خاص است.
متالورژی برای بهبود خواص آلیاژهای تیتانیوم با نفوذ به سایر عناصر فلزی به سطح برای تشکیل مواد کامپوزیت استفاده می شود. انتخاب گسترده ای از عناصر فلزی قبل از تزریق وجود دارد ، اما آنها نیاز به حلالیت جامد خوب با آلیاژ تیتانیوم دارند. عوامل مؤثر بر حلالیت جامد فلزات به طور عمده شامل اندازه اتمی ، میل شیمیایی ، ساختار کریستال و ظرفیت اتمی نسبی است.
به طور خلاصه ، عملیات حرارتی شیمیایی آلیاژ تیتانیوم مزایای خاص خود را دارد و فرایند مناسب باید با توجه به نیازهای مختلف انتخاب شود. در حال حاضر ، فن آوری های نیترایدر و کاروبوریزه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. با توسعه مداوم فن آوری آلیاژ تیتانیوم و تیتانیوم ، درمان سطح آلیاژ تیتانیوم در فضای بیشتری برای توسعه قرار می گیرد و عملکرد بالاتری را برای محصولات آلیاژ تیتانیوم و تیتانیوم ارائه می دهد.
