L'alliage de titane est largement utilisé en raison de ses excellentes performances, mais le coefficient de frottement est élevé, l'alliage de titane est sensible à l'usure adhésive et à l'usure par frottement, à la résistance à l'usure, au frottement à haute température et à haute vitesse, à l'inflammation facile, à la résistance à l'oxydation à haute température relativement faible, ces défauts affectent sérieusement la sécurité et la fiabilité de sa structure, limitant considérablement son application. Par conséquent, il est urgent d'améliorer les propriétés de surface de l'alliage de titane telles que la résistance à l'usure, la résistance à l'oxydation à haute température et la résistance à la corrosion. La modification de surface de l'alliage de titane est la méthode la plus efficace en plus d'améliorer la composition et le processus de préparation de l'alliage.

Ces dernières années, le développement rapide de la technologie de traitement de surface par faisceau d'électrons, l'action du faisceau d'électrons à haute densité d'énergie sur la surface du matériau peuvent rendre la surface du matériau avec des propriétés physiques et chimiques ou mécaniques difficiles à obtenir par des méthodes conventionnelles, améliorant considérablement la résistance à l'usure, la résistance à la corrosion et la résistance à l'oxydation à haute température de la surface du matériau. Le traitement de surface de l'alliage de titane par faisceau d'électrons pulsé à courant élevé et à faible énergie a obtenu de bons résultats, dont la méthode est adoptée par MCC East Engineering & Français : Technology Co.

Le matériau utilisé dans l'expérience était un alliage de titane TA15 (Ti-6,5Al-2Zr-1Mo-1V). Une fois la surface de l'échantillon polie, la surface a été modifiée par un faisceau d'électrons pulsé à courant élevé. La tension d'accélération du faisceau d'électrons était de 27 kV, la distance de l'électrode cible était de 80 mm, les durées d'impulsion étaient de 10 et l'intervalle de temps était de 45 s.

Le test de dureté des échantillons montre qu'à mesure que la profondeur augmente, la valeur de la dureté diminue d'abord, puis augmente, et tend finalement vers une valeur constante. Cette distribution de courbe d'oscillation spéciale peut s'expliquer comme suit : sous l'irradiation rapide à haute énergie par impulsion, l'onde de choc thermique jaillira dans la couche d'absorption d'énergie du matériau et sera réfléchie lorsqu'elle rencontrera l'interface. Français L'irradiation multiple entraîne l'interférence et la superposition des ondes de contrainte entre elles, présentant un état de distribution de contrainte complexe et une forme de distribution spéciale de la microdureté dans la section.

Après avoir traité le faisceau d'électrons de l'échantillon, le volume d'usure est 3 fois plus élevé que l'échantillon d'origine, montre que le traitement par faisceau d'électrons après la résistance à l'usure de l'alliage de titane TA15 est amélioré, la raison peut être les trois aspects suivants : (1) le dépôt de moment de faisceau d'électrons à haute énergie dans la surface du matériau d'une petite zone, fait que le matériau augmente rapidement en température au-dessus de la température de transition de phase et de la température de fusion, puis au refroidissement ultra-rapide de la conductivité thermique par la matrice (environ 109 k/s), ce qui fait l'effet de trempe de surface du matériau et a pour effet de renforcer la solution solide, donc la résistance à l'usure de surface augmente ; (2) Le processus de solidification rapide du faisceau d'électrons peut affiner le grain de surface du matériau, améliorant ainsi la résistance à l'usure du matériau ; (3) Lorsque l'impulsion du faisceau d'électrons agit sur la surface du matériau, la température commence à augmenter rapidement et l'onde de contrainte thermique comprimée se propage vers l'intérieur en raison de la contrainte de la dilatation thermique rapide de la surface du matériau. La contrainte résiduelle est distribuée sous forme de contrainte de compression, ce qui est bénéfique pour améliorer la résistance à l'usure.

Le test de performance à la corrosion montre que le potentiel de corrosion de l'échantillon d'origine augmente de -258,3 mV à -107,5 mV, la résistance de polarisation augmente de 0,796 K/cm2 à 2,424 K/cm2 et le courant d'auto-corrosion diminue évidemment par rapport à l'échantillon d'origine. Cela indique que la résistance à la corrosion de l'échantillon est évidemment améliorée. Les principales raisons de l'amélioration de la propriété de corrosion sont les suivantes : (1) la température élevée provoquée par l'irradiation du faisceau d'électrons pulsé à courant élevé sur la surface de l'échantillon peut faire vaporiser ou dissoudre les impuretés adsorbées ou adhérant à la surface du matériau, ce qui joue un rôle de nettoyage ; (2) La fusion rapide de la surface du matériau, suivie d'une solidification à la même vitesse élevée, inhibe la cristallisation à l'équilibre, ce qui entraîne une microstructure dense hors équilibre et une composition uniforme, ce qui inhibe également dans une certaine mesure l'apparition d'autocorrosion ; (3) Le refroidissement rapide de la surface du matériau entraîne l'affinement du grain de surface, ce qui conduit à la diminution du rapport entre la surface de l'anode et de la cathode et à la diminution du taux de corrosion.