La aleación de titanio se usa ampliamente debido a su excelente rendimiento, pero el coeficiente de fricción es alto, la aleación de titanio es sensible al desgaste adhesivo y al desgaste por frotamiento, resistencia al desgaste, alta temperatura y fricción a alta velocidad, fácil ignición, relativamente mala resistencia a la oxidación a alta temperatura, estos defectos afectan seriamente la seguridad y confiabilidad de su estructura, limitan en gran medida su aplicación. Por lo tanto, es urgente mejorar las propiedades de la superficie de la aleación de titanio, como la resistencia al desgaste, la resistencia a la oxidación a alta temperatura y la resistencia a la corrosión. La modificación de la superficie de la aleación de titanio es el método más efectivo además de mejorar la composición y el proceso de preparación de la aleación.

En los últimos años, el rápido desarrollo de la tecnología de tratamiento de superficies con haz de electrones, la acción del haz de electrones de alta densidad de energía sobre la superficie del material puede hacer que la superficie del material con propiedades físicas, químicas o mecánicas sea difícil de lograr con métodos convencionales, mejora significativamente la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la oxidación a alta temperatura de la superficie del material. El tratamiento de la superficie de la aleación de titanio mediante haz de electrones pulsado de alta corriente y baja energía ha logrado buenos resultados, cuyo método es adoptado por MCC East Engineering & Technology Co.

El material utilizado en el experimento fue aleación de titanio TA15 (Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V). Después de pulir la superficie de la muestra, se modificó mediante un haz de electrones pulsado de alta corriente. El voltaje de aceleración del haz de electrones fue de 27 kV, la distancia del electrodo objetivo fue de 80 mm, los tiempos de pulso fueron de 10 y el tiempo de intervalo fue de 45 s.

La prueba de dureza de las muestras muestra que con el aumento de la profundidad, el valor de dureza disminuye primero y luego aumenta, y finalmente tiende a un valor constante. Esta distribución especial de la curva de oscilación se puede explicar como: bajo la irradiación rápida de alta energía del pulso, la onda de choque térmico brotará en la capa de absorción de energía del material y se reflejará de regreso cuando se encuentre con la interfaz. La irradiación múltiple da como resultado la interferencia y superposición de ondas de tensión entre sí, presentando un estado de distribución de tensión complejo y una forma de distribución especial de microdureza en la sección.

Después de tratar el haz de electrones de la muestra, el volumen de desgaste es 3 veces mayor que la muestra original, lo que muestra que el procesamiento del haz de electrones después de la resistencia al desgaste de la aleación de titanio TA15 mejora, la razón puede ser que los siguientes tres aspectos: (1) la deposición del momento del haz de electrones de alta energía en la superficie del material de un área pequeña, hace que el material aumente rápidamente la temperatura por encima de la temperatura de transición de fase y la temperatura de fusión, y luego el enfriamiento ultrarrápido de la conductividad térmica por la matriz (aproximadamente 109 k/s), lo que hace que el efecto de temple de la superficie del material y tiene el efecto de fortalecimiento de la solución sólida, por lo tanto, aumenta la resistencia al desgaste de la superficie; (2) El proceso de solidificación rápida del haz de electrones puede refinar el grano de la superficie del material, mejorando así la resistencia al desgaste del material; (3) Cuando el pulso del haz de electrones actúa sobre la superficie del material, la temperatura comienza a aumentar rápidamente y la onda de tensión térmica comprimida se propaga hacia adentro debido a la restricción de la rápida expansión térmica de la superficie del material. La tensión residual se distribuye como tensión de compresión, lo que es beneficioso para mejorar la resistencia al desgaste.

La prueba de rendimiento de corrosión muestra que el potencial de corrosión de la muestra original aumenta de -258,3 mV a -107,5 mV, la resistencia a la polarización aumenta de 0,796 K / cm2 a 2,424 K / cm2 y la corriente de autocorrosión disminuye obviamente en comparación con la muestra original. Esto indica que la resistencia a la corrosión de la muestra mejora obviamente. Las principales razones para la mejora de la propiedad de corrosión son las siguientes: (1) la alta temperatura causada por la irradiación del haz de electrones pulsado de alta corriente en la superficie de la muestra puede hacer que las impurezas adsorbidas o adheridas a la superficie del material se vaporicen o desuelvan, lo que desempeña un papel de limpieza; (2) La rápida fusión de la superficie del material, seguida de la solidificación a la misma alta velocidad, inhibe la cristalización en equilibrio, lo que da como resultado una microestructura densa en desequilibrio y una composición uniforme, lo que también inhibe la aparición de autocorrosión hasta cierto punto; (3) El enfriamiento rápido de la superficie del material da como resultado el refinamiento del grano de la superficie, lo que conduce a la disminución de la relación entre el área del ánodo y el cátodo y a la disminución de la tasa de corrosión.