Mae gan aloion titaniwm fanteision cryfder penodol uchel, weldadwyedd da, biocompatibility rhagorol, a gwrthsefyll cyrydiad, ac maent bellach wedi dod yn ddeunydd strwythurol rhagorol ar gyfer cymwysiadau mewn amgylcheddau aer, tir a morol. Er bod aloion titaniwm yn cael eu defnyddio'n helaeth mewn gwahanol feysydd, mae eu caledwch isel, eu gwrthsefyll gwisgo'n wael, a'u cyfernod ffrithiant uchel yn cyfyngu'n fawr ar eu cymwysiadau mewn triboleg.
Er mwyn gwella priodweddau triolegol aloion titaniwm a gwella eu gwrthiant gwisgo, cynhaliwyd triniaeth carburization solet ar aloi TA1, aloi TC4, ac aloi TC21. Dangosir y broses carburization ar gyfer aloion titaniwm yn Nhabl 1. Mae trwch yr haen carburized a haen TiC yn aloi TA1 yn cynyddu gyda thymheredd carburization uwch ac amseroedd carburization hirach. Ar gyfer aloi TC4, mae trwch y sublayer cyfansawdd yn cynyddu gyda thymheredd uwch ac amseroedd carburization hirach, ond mae cyfanswm trwch yr haen carburized yn gostwng wrth i'r tymheredd carburization godi. Yn yr un modd, mae trwch yr haen carburized yn aloi TC21 yn gostwng gyda thymheredd carburization cynyddol. Ar dymheredd o 1000 gradd -1100 gradd, mae twf yr is-haenwr cyfansawdd mewn aloi TC4 yn cael ei reoli gan dwf cyfansoddion rhyngfetelaidd Ti- Al intermetallic a'r adweithiau cemegol rhwng C a'r Ti-Al intermetallics. Mae gan ffurfio'r sublayer cyfansawdd gyfnod deori; ar ôl y cyfnod hwn, mae'r sublayer cyfansawdd yn dilyn cyfraith twf parabolig. Yr egni actifadu trylediad a gyfrifwyd yw 192.597 kJ/mol.
| Gradd |
Tymheredd carbureiddio (gradd) |
Amser carbureiddio(h) |
|
TA1 |
950,1000,1050,1100 |
4,6 |
|
TC4 |
950,1000,1050,1100 |
1,2,4,6,10 |
|
TC21 |
950,1000,1050,1100 |
4,6 |
Ar ôl triniaeth carburizing, cynyddodd caledwch wyneb aloi TA1, aloi TC4, ac aloi TC21 350.99%, 163.67%, a 175.39%, yn y drefn honno, o'i gymharu â'r aloion gwreiddiol. Cynhaliwyd profion ffrithiant a gwisgo llithro sych ar yr aloion carburized, a dangosodd y canlyniadau, o gymharu â'r aloion gwreiddiol, fod cyfraddau gwisgo aloi TA1 carburized, aloi TC4, ac aloi TC21 wedi gostwng mwy na 98.44%, 97.39%, a 96.16%, yn y drefn honno, a chynyddodd ymwrthedd gwisgo aloi carburizing TC4 wrth i'r tymheredd gynyddu. Dangosir paramedrau'r prawf gwisgo yn Nhabl 2.
|
Cyflymder llithro (m/s) |
Llwytho llwyth tâl(N) |
|
0.2 |
10,15,20,30,40,50,60,70,80,100,120 |
|
0.5 |
10,20,30,40,60,80,100,120,140,180 |
|
1.0 |
10,15,20,25,30,35,40,50,60 |
|
2.0 |
10,15,20,25,30 |
