什麼是鈦合金氫化處理

㈠ 粉末冶金鈦合金制粉工藝

粉末冶金鈦合金的制粉工藝主要有以下幾種方式：

首先，鈉還原法是工業生產鈦粉的常用方法，其海綿鈦粉產量大且價格低廉。這種粉末具有良好的塑性，便於冷成形，是生產耐腐蝕製品的理想原料。然而，它含有鈉和氯離子，對設備有污染風險，且可能影響焊接性能。

其次，電解法生產鈦粉，純度較高，但其成形性不如海綿鈦粉。盡管純度提升，但可能在成本和工藝上面臨挑戰。

氫化脫氫工藝能製得高質量、粒度細的鈦粉和合金粉末，但其批量較小，價格相對昂貴。這種粉末對工藝要求較高，主要用於精細零件的製造。

最後，離心霧化法制粉技術，如美國核金屬公司在60年代採用的電弧旋轉電極法，能製得球形的鈦合金粉末。這些粉末純度高，成分均勻，流動性佳，但裝填密度只有理論值的65%，適合熱成形，尤其適用於通過熱等靜壓工藝製造復雜零件。然而，電弧旋轉電極法可能會引入鎢污染，影響材料的疲勞性能。為解決這個問題，出現了採用電子束或等離子體作為熱源的改進工藝，如旋轉電極和電弧旋轉坩堝，以及電子束旋轉盤，這些是製造航空鈦粉末冶金零件的關鍵原料。

㈡ 鈦有什麼作用

鈦的用途有：

一、鈦合金有好的耐熱強度、低溫韌性和斷裂韌性，故多用作飛機發動機零件和火箭、導彈結構件。鈦合金還可作燃料和氧化劑的儲箱以及高壓容器。已有用鈦合金製造自動步槍，迫擊炮座板及無後座力炮的發射管。

二、在石油工業上主要作各種容器、反應器、熱交換器、蒸餾塔、管道、泵和閥等。

三、鈦可用作電極和發電站的冷凝器以及環境污染控制裝置。

四、鈦鎳形狀記憶合金在儀器儀表上已廣泛應用。

五、在醫療中，鈦可作人造骨頭和各種器具。

六、鈦還是煉鋼的脫氧劑和不銹鋼以及合金鋼的組元。

七、鈦白粉是顏料和油漆的良好原料。

八、碳化鈦，氫化鈦是新型硬質合金材料。

九、氮化鈦顏色近於黃金，在裝飾方面應用廣泛。

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鈦是一種化學元素，化學符號Ti，原子序數22，是一種銀白色的過渡金屬，其特徵為重量輕、強度高、具金屬光澤，亦有良好的抗腐蝕能力（包括海水、王水及氯氣）。

由於其穩定的化學性質，良好的耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強鹼，以及高強度、低密度，被美譽為「太空金屬」。鈦於1791年由格雷戈爾（William Gregor）於英國康沃爾郡發現，並由克拉普羅特用希臘神話的泰坦為其命名。

㈢ 鈦及鈦合金錶面增強技術的研究進展

表面納米化處理

作為新型表面處理技術，納米化處理可以實現在不改變鈦及鈦合金錶面材料成分的前提條件下，僅使用物理、化學等手段，將材料需要處理位置上層的晶粒進行深度細化，直到納米級別，從根本上解決材料表面抗疲勞問題，進而提升鈦及鈦合金錶面耐腐蝕性能，在實際應用上也可以提高耐磨性能。使用噴丸法、超音速微粒轟擊法等，將處理工具與工件表面進行充分作用，讓鈦及鈦合金錶面晶粒被機械方法破碎，深度細化後，對其表面進行強化。對 TC4使用高能噴丸表面納米化技術，可以保障晶粒尺寸接近 20nm，藉助表面硬度高於原材料的硬化層，提升材料抗疲勞性能。而處理 TA2後，晶粒尺寸接近 30nm的納米表層，其表層晶粒形成可以提升材料硬化程度的形變孿晶。尤其是我國在 623K條件下在鈦及鈦合金處理方面要強於美國相關規范，目前是事業領先水平。使用超音速微粒轟擊法，對 Ti-6Al-4V合金進行處理，可以在其表面衍生出納米等軸組織，擁有 20nm晶粒尺寸，讓合金錶面相較於原材料硬度可以提升一倍以上。但是這種表面納米化處理因為起步較晚，沒有廣泛推廣。

表面擴滲和離子注入

與表面納米化處理不同，表面擴滲和離子注入將金屬或非金屬材料摻雜在鈦合金基體材料中，改變其表面組織成分，藉助改性層產生提升鈦合金基體表面抗性。例如鈦及鈦合金錶面使用氮、碳等非金屬材料滲透，或使用鋁、鉬等金屬材料進行擴散，從而提高鈦合金基體耐磨性與耐腐蝕性。使用網狀陰極輝光放電法，將 Ta 對 TC4 基體表面進行滲鍍，可以有效提升 TC4 基體耐腐蝕性能。利用固體粉末包埋法，利用制備滲鉬層方式，可以有效將 TC6 表面相結構大幅度改變，讓 TC6 表面硬度提升至 1400HV ；目前在科學技術快速發展，真空技術理論研究與使用功能深度也逐漸提升，可以在原有表面滲透技術基礎上，衍生出一種離子注入技術。例如使用離子滲氮方法，可以將 TA7 鈦合金錶面硬度提高至 1200HV。而使用加弧輝光離子無氫滲碳技術，處理 Ti6AI4V 合金錶面，其表面硬度可以達到 935HV，也表現出較強的耐磨性。也可以使用液相等離子電解碳氮共滲技術處理 Ti6Al4V合金，使合金錶面產生 Ti沉積的硬質塗層。而增加使用該方式處理鈦合金時間，可以有效提升硬質滲層厚度，提高鈦合金的耐磨性。

表面塗層技術

在基體材料表面使用相應工藝進行處理，復合塗層與基體材料，使其基體表面產生保護塗層，在化學、熱學等方面都具有良好性能。可以藉助表面塗層的耐腐蝕與耐熱性，減少生產成本支出，從而提升產品性能，在後續使用中也具有較長使用壽命。目前使用氣相沉積、熔覆等方式的表面塗層技術，可以有效提升鈦合金耐磨性能，對於抗腐蝕性也有較強效果。將表面活化和氫化處理有機整合，可以有效提高鈦合金錶面導電性能，也可以避免與例如軟性雨水等接觸後，產生材料腐蝕問題。而使用氣相沉積技術，將 TA2、TC11 基材製成 TiAIN 膜層，可以將膜層與基體結合部分形成三種元素相互結合的冶金結合，有效增強基材各類性能。