בלאי הזזה הוא אחד הגורמים החשובים המשפיעים על חיי השירות של רכיבי מתכת. לכן, התכנון והפיתוח של חומרי סגסוגת חדשים בעלי חוזק גבוה ועמיד בפני שחיקה חיוניים כדי להבטיח את האמינות, העמידות והיעילות של רכיבים הנדסיים המשמשים בתנאי הפעלה קשים. 

לאחרונה, קבוצת המחקר של עוזר פרופסור רן פוזנג מהמחלקה למדע והנדסת חומרים של האוניברסיטה הדרומית למדע וטכנולוגיה הציעה אסטרטגיה חדשה להשגת עמידות בפני שחיקה גבוהה במיוחד על ידי התאמת מבנה ממשק הסגסוגת וההרכב הכימי.

בלאי הזזה הוא אחד הגורמים החשובים המשפיעים על חיי השירות של רכיבי מתכת. בטמפרטורת שירות נמוכה יותר, עמידות הבלאי של רכיבי מתכת תלויה בעיקר בקשיות החומר ובהתפתחות המיקרו-מבנה של תת-הקרקע של החומר במהלך תהליך החיכוך; בעוד בסביבת השירות בטמפרטורה גבוהה, פני החומר לא רק נגזמים על ידי מגע חיכוך מתח ולחץ לחיצה, והם נוטים לריכוך תרמי ולחמצון בטמפרטורה גבוהה, המשפיעים מאוד על ביצועי הבלאי של החומר. השפעת הכוח-חום המורכבת בסביבת החיכוך בטמפרטורה גבוהה מציבה דרישות מחמירות יותר לתכנון היציבות בטמפרטורה גבוהה של מבנה גרגר המתכת.

לשימוש בסגסוגת טיטניום יש היסטוריה של כמה עשורים מאז הייצור התעשייתי שלה בסוף שנות ה-1950. הוא השיג סדרה של מאפיינים מצוינים כגון צפיפות נמוכה, חוזק ספציפי גבוה, עמידות בפני קורוזיה ותאימות ביולוגית טובה. התפתחות מהירה. הוא גילה חיוניות חזקה בפרק זמן קצר והפך לחומר הכרחי בתחומי התעופה והחלל, ספינות, ציוד רפואי, פטרוכימיה ואנרגיה צבאית.

עם זאת, בעיה בלתי נמנעת איתה מתמודדים מוצרי סגסוגת טיטניום היא ביצועי החיכוך והבלאי הירודים שלו. כאשר הוא משופשף באלומינה, קצב הבלאי שלו הוא 10-2-10-3 mm3/N·m, מה שמגביל מאוד השימוש בו נעשה בסביבות קשות. לדוגמה, בתחום הביו-רפואי, עמידות לבלאי נמוכה עלולה לגרום להתרופפות שתלי סגסוגת טיטניום, וחלקיקים בלאי מסביב לתותב עלולים לגרום לדלקת, שהיא אחת הסיבות העיקריות לכשל בניתוח החלפת תותב וניתוח חוזר.

עם התרחבות מתמשכת של יישומי סגסוגת טיטניום, יש יותר ויותר בעיות הקשורות לתכונות החיכוך והבלאי של סגסוגות טיטניום. לכן, שיפור עמידות הבלאי של סגסוגות טיטניום חשוב במיוחד לעמידות השירות של סגסוגות טיטניום.

חדשנות: שפר את עמידות הבלאי של סגסוגות על ידי התאמת מבנה הממשק והתכונות הכימיות

קבוצת המחקר של רן Fuzeng הציעה את האסטרטגיה של מבנה גרגר ננו-גבישי, הפרדת אטומים בגבול התבואה והכנסת שלבים ננו-משקעים קוהרנטיים בצפיפות גבוהה כדי להשיג עמידות גבוהה במיוחד לבלאי של הסגסוגת בטמפרטורת החדר ובטמפרטורה גבוהה.

בהתבסס על מספר רב של דיאגרמות פאזות של סגסוגת וחישובים תרמודינמיים, צוות המחקר בחר בסגסוגת TiMoNb בעלת יחס אטומי שווה כמערכת המודל, ותכנן את תהליך ההרכב וההכנה ממנגנון החיזוק הקלאסי. רעיונות החיזוק העיקריים כוללים את ההיבטים הבאים: 1. זהו חיזוק פתרון מוצק: לשלושת היסודות של Ti, Mo ו-Nb יש מסיסות מוצקה רבה זה בזה. ביניהם, Mo-Nb הוא פתרון מוצק לחלוטין, ולא נוצרת תרכובת בין-מתכתית בין שלושת היסודות, מה שמבטיח חיזוק תמיסה מוצקה. השני הוא הממשק הקוהרנטי: לשלושת היסודות יש רדיוסים אטומיים קרובים מאוד (rTi = 1.46Å, rMo = 1.36 Å, rNb = 1.43Å) ולכולם יש מבנה מעוקב (bcc) במרכז הגוף, המסייע ליצירת קוהרנטיות של הממשק; השלישי הוא חיזוק המשקעים: דיאגרמת הפאזות הבינארית של Ti-Mo ו-Ti-Nb מראה שכמות קטנה של Ti תושקע ממטריצת ה-bcc בכ-850°C, מה שמביא את האפשרות להתחזקות המשקעים; הרביעי הוא חיזוק גרגירי עדין: באמצעות סגסוגת מכנית וסינטינג פלזמה מהירה (SPS), היא צפויה להכין מטריצה ​​גבישית/ננו-גבישית עדינה במיוחד, ולבסוף להשיג את האפקט של חיזוק גרגר עדין; חמישית, שלושת מרכיבי הסגסוגת של Ti, Mo ו-Nb נפוצים במערכת הסגסוגת המסורתית בטמפרטורה גבוהה היא תנאי מוקדם לשימוש בסגסוגת בסביבות בטמפרטורה גבוהה. קבוצת המחקר הכינה בהצלחה סגסוגת TiMoNb בתפזורת עם צפיפות של יותר מ-99% וקשיות של עד 650 HV על ידי אופטימיזציה של תהליך כרסום הכדורים וה-SPS עתירי האנרגיה.

ניתוח מיקרו-מבנה מראה שהסגסוגת מורכבת משני שלבים, כולל שלב מטריצת B1 עם גודל גרגר ממוצע (d) של 188 ננומטר ופאזה מפוזרת מפוזרת ב-Ti עשירה ב-B2 (d = 79 ננומטר; 7 כרך%), B1 ו שני השלבים של B2 הם ממשק קוהרנטי. בעזרת טכנולוגיית בדיקת אטום תלת מימדית (3D APT), נמצאו אטומי Ti נפרדים בממשק B1/B2 בעובי של כ-3 ננומטר, מה שמראה במלואו כי מנגנון החיזוק שתוכנן בתחילת הניסוי בא לידי ביטוי. בסגסוגת. באמצעות כדור אלומינה כצמד החיכוך (קשיות-1500 HV), תוצאות בדיקת עמידות הבלאי של סגסוגת TiMoNb מראות כי בטמפרטורת החדר, קצב הבלאי של סגסוגת TiMoNb ואלומינה הוא באותו סדר גודל, (10-4 (mm3) / N·m); ב-600℃, קצב הבלאי של סגסוגת TiMoNb נמוך כמו 3.15×10-6mm3/N·m, מה שמראה שלסגסוגת יש עמידות בפני שחיקה גבוהה במיוחד ופורצת מאוד את עמידות הבלאי של טיטניום מסורתי. בהתבסס על אפיון וניתוח מעמיק של ההרכב והמבנה של משטח צלקת הבלאי והתת-קרקע, צוות המחקר חשף עוד את מקורם של סדקי עייפות והבהיר את מנגנון הבלאי שלו בטמפרטורת החדר ובסביבות טמפרטורות גבוהות.

רן Fuzeng הציג כי תוצאות המחקר מספקות רעיונות חדשים לעיצוב סגסוגות חדשות עמידות בפני שחיקה בעלות חוזק גבוה המשמשות בסביבות קיצוניות, ויסייעו בפיתוח היישום של סגסוגות רב-עיקריות בתחום העמידות בפני שחיקה. , לסגסוגות עמידות בפני שחיקה, יציבות תרמית יש משמעות מסוימת, ולחקור כיווני מחקר פוטנציאליים להרחבת היישום של הנדסת פאזות ממשק פנים בתחום של סגסוגות רב-עיקריות בעלות אנטרופיה גבוהה. סגסוגת ה-TiMoNb שפותחה במחקר זה יכולה לשמש בחומרים עמידים בפני שחיקה בטמפרטורות גבוהות, והחוזק הגבוה שלה, התאימות הביולוגית הטובה ועמידותה בפני קורוזיה הופכים אותה לשימוש נרחב בתחומי רפואת שיניים, אורטופדיה וחומרי שתלים רפואיים אחרים. .

מחקר זה מומן על ידי פרויקט פריסת המשמעת הבסיסית של שנזן, צוות החדשנות והיזמות של גואנגדונג ופרויקטים אחרים, כמו גם התמיכה הטכנית של פלטפורמת ההדמיה (מרכז פימי) של מרכז הניתוח והבדיקה של האוניברסיטה הדרומית למדע וטכנולוגיה.

קישור למאמר זה: SUSTech שובר את ה"לוח הקצר" של סגסוגות טיטניום שאינן עמידות בפני שחיקה

הצהרת הדפסה חוזרת: אם אין הנחיות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. נא לציין את המקור להדפסה חוזרת: https://www.cncmachiningptj.com

PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית עיבוד cnc סין שירותי.מוסמך ISO 9001:2015 &AS-9100.

חנות לעיבוד שבבי מתמחה בשירותי ייצור לענפי בנייה ותחבורה. היכולות כוללות חיתוך פלזמה וחיתוך דלק חמצן, עיבוד בהתאמה אישית, MIG ו מתאם אלומיניום ריתוך כרסום דיוק אלומיניום בהתאמה אישית, יצירת גלילים, הרכבה, מכונת עיבוד של מחרטה נירוסטה cnc פיר, גזירה ו שירותי עיבוד שבבי CNC Swiss. החומרים המטופלים כוללים פחמן ו חלקי לוחות כיסוי לעיבוד נירוסטה פסיבציה.

ספר לנו קצת על תקציב הפרויקט שלך וזמן האספקה ​​הצפוי. אנו נתכנן איתך אסטרטגיה כדי לספק את השירותים המשתלמים ביותר כדי לעזור לך להגיע ליעד שלך, אתה מוזמן לפנות אלינו ישירות ( sales@pintejin.com ).