新型鈦合金材料表面耐磨性探討

王群

摘 要：與傳統(tǒng)鈦合金相比，新型鈦合金本身具備了更優(yōu)的材質(zhì)特性。這是由于，新型鈦合金體現(xiàn)為更高的表層硬度以及相對(duì)更好的耐磨性。因此近些年以來(lái)，較多工業(yè)領(lǐng)域都開(kāi)始嘗試運(yùn)用鈦合金的新型材料，而與之相應(yīng)的鈦合金生產(chǎn)流程也獲得了突顯的優(yōu)化與改進(jìn)。具體在繪制摩擦系數(shù)以及耐磨性能的相關(guān)曲線前提下，應(yīng)當(dāng)能夠表示出新型鈦合金在不同狀態(tài)下呈現(xiàn)出來(lái)的表面耐磨性，進(jìn)而歸納得出表面耐磨性具備的內(nèi)在規(guī)律。

關(guān)鍵詞：新型鈦合金材料；表面耐磨性；相關(guān)研究

前言

進(jìn)入新時(shí)期后，民眾日常生活以及各個(gè)行業(yè)生產(chǎn)都在日益關(guān)注于鈦合金材料，與之有關(guān)的鈦合金消費(fèi)量以及合金生產(chǎn)總量也在實(shí)現(xiàn)突顯的提升。從合金具體用途的視角來(lái)看，對(duì)于新型鈦合金一般而言可以將其分成制作球桿專(zhuān)用的鈦合金、醫(yī)療與生物領(lǐng)域運(yùn)用的鈦合金、具備透聲性的船用鈦合金等。因此從基本趨勢(shì)來(lái)講，新型鈦合金突顯了低成本化以及綜合性能化的顯著特征，其自身也體現(xiàn)為獨(dú)特的合金利用優(yōu)勢(shì)。然而不應(yīng)忽視，某些鈦合金在經(jīng)過(guò)持續(xù)性與長(zhǎng)期性的運(yùn)轉(zhuǎn)以后，合金表層很難徹底杜絕磨損。因此為了轉(zhuǎn)變現(xiàn)狀，技術(shù)人員有必要更多著眼于鈦合金具備的表層性能，在此前提下運(yùn)用適當(dāng)舉措來(lái)優(yōu)化鈦合金具備的表層耐磨性特征。

一、設(shè)計(jì)合金表層耐磨性的具體試驗(yàn)

在此次試驗(yàn)中，對(duì)于試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)界定于全面測(cè)定新型合金具備的耐磨性特征，進(jìn)而歸納得出合金表層的各種基本特征。具體在試驗(yàn)操作中，應(yīng)當(dāng)預(yù)備好耐熱性與耐腐蝕性優(yōu)良的新型合金鋼材質(zhì)，確保其符合特定的耐磨度與強(qiáng)度特征。與傳統(tǒng)種類(lèi)的鈦合金相比，對(duì)于新型鈦合金在選取時(shí)應(yīng)當(dāng)將其控制于同樣的表層粗糙度，以便于開(kāi)展全方位的測(cè)試與對(duì)比。此外，對(duì)于處在穩(wěn)定磨損期以及磨合期階段內(nèi)的鈦合金材料而言，應(yīng)當(dāng)將其控制于每分鐘500轉(zhuǎn)的摩擦速度，對(duì)此選擇了3毫米直徑的特殊摩擦副合金鋼。

為了測(cè)定精確度較高的試驗(yàn)結(jié)論，此次試驗(yàn)選擇了精度較高的電子秤作為必要的試驗(yàn)器材。具體在涉及到整個(gè)測(cè)試流程時(shí)，每隔兩分鐘、四分鐘、六分鐘與八分鐘就要測(cè)定當(dāng)前現(xiàn)有的合金磨損度。在這其中，對(duì)于摩擦力與特定載荷限度內(nèi)的摩擦系數(shù)應(yīng)當(dāng)予以相除處理，然后即可得出表層磨損的真實(shí)狀況，通過(guò)運(yùn)用全方位的觀察，可以得知合金表面現(xiàn)有的各類(lèi)元素分布情形，在此前提下全面歸納出合金遭受磨損以后的表層形狀改變。

二、分析新型鈦合金具備的表層耐磨性

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期性的持續(xù)使用，鈦合金材料將會(huì)頻繁遭受外界要素給其帶來(lái)的腐蝕與磨損，因此表現(xiàn)為特定的疲勞狀態(tài)。由于受到上述各項(xiàng)要素的干擾與影響，鈦合金鋼很可能呈現(xiàn)顯著的失效趨勢(shì)。依照當(dāng)前現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)結(jié)論，可以歸納得出零件失效中的80%成因都在于鈦合金受到磨損。這主要是因?yàn)?，鈦合金磨損將會(huì)耗費(fèi)更高比例的修復(fù)經(jīng)費(fèi)，而與之相應(yīng)的材質(zhì)消耗也將會(huì)表現(xiàn)為顯著增多的趨向。在情形嚴(yán)重時(shí)，針對(duì)磨損后的鈦合金材質(zhì)如果不慎予以處理，那么將會(huì)表現(xiàn)為突發(fā)性的某些事故。具體而言，新型鈦合金材質(zhì)主要體現(xiàn)為如下的表層耐磨性：

首先是合金受到磨損的過(guò)程。鈦合金材料體現(xiàn)為特定的塑性作用與彈性作用影響，因此很可能呈現(xiàn)表層性的材料磨損。此外，合金材質(zhì)由于受到多層次的表面作用，在此前提下將會(huì)伴有特定的機(jī)械磨損、物理磨損以及化學(xué)磨損。

其次是合金材質(zhì)本身具備的疲勞特性。鈦合金材質(zhì)如果頻繁受到氧化、疲勞裂紋以及鱗片分離給其帶來(lái)的影響，則存在較大可能將會(huì)呈現(xiàn)顯著的表層磨損。在此前提下，新型鈦合金就會(huì)呈現(xiàn)特定比例的周期性載荷影響，以至于損毀了表層的鈦合金綜合性能。由于受到綜合性的外界作用影響，鈦合金材料就會(huì)表現(xiàn)為微粒分離的磨損傾向，其中涉及到周期性的材料載荷變化。

第三是磨損規(guī)律與磨損分類(lèi)。從鈦合金遭受磨損的具體種類(lèi)來(lái)看，對(duì)于合金磨損一般而言可以將其分成分子機(jī)械磨損、單純性的機(jī)械磨損以及腐蝕性磨損。在上述各種類(lèi)型的機(jī)械磨損中，疲勞磨損與材質(zhì)磨損構(gòu)成了其中典型性較強(qiáng)的合金磨損方式。因此可見(jiàn)，對(duì)于鈦合金的新型材質(zhì)如果要算出某個(gè)時(shí)間段內(nèi)的合金可靠性，那么必須關(guān)注于內(nèi)在性的合金磨損規(guī)律。每隔相應(yīng)的時(shí)間段，技術(shù)人員針對(duì)鈦合金的新型材料就要予以全面測(cè)定，進(jìn)而通過(guò)全方位的對(duì)比才能得出鈦合金材料呈現(xiàn)出來(lái)的基本磨損規(guī)律。

三、歸納得出結(jié)論

從當(dāng)前現(xiàn)狀來(lái)看，新型鈦合金通常被用于粉末冶金以及其他化工領(lǐng)域。相比而言，新型鈦合金本身具備了更優(yōu)的合金表層耐磨性，因此其正在日益受到更多企業(yè)對(duì)此的關(guān)注與認(rèn)同。但是與此同時(shí)，技術(shù)人員也不應(yīng)當(dāng)忽視了新型鈦合金經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行以后的表層材質(zhì)磨損特性，確保能夠妥善運(yùn)用相應(yīng)的舉措來(lái)顯著緩解合金鋼遭受磨損的情形。具體在當(dāng)前實(shí)踐中，技術(shù)人員有必要運(yùn)用如下舉措來(lái)消除鈦合金材料遭受的表層磨損：

（一）繪制全面的磨損曲線

具體在測(cè)試合金表層具備的各項(xiàng)耐磨特性時(shí)，關(guān)鍵在于繪制與之有關(guān)的鈦合金磨損曲線。在此前提下，通過(guò)運(yùn)用全方位的歸納手段就能夠給出鈦合金材料在特定時(shí)間段的磨損傾向，進(jìn)而給出可行性與科學(xué)性較強(qiáng)的合金磨損防控措施。因此在觀察上述曲線的基礎(chǔ)上，可以得知處于磨合階段中的合金材質(zhì)呈現(xiàn)了較小的實(shí)際接觸面，由于受到表層粗糙度的影響，鈦合金材料就會(huì)表現(xiàn)為較大的磨損速率。然而在進(jìn)入穩(wěn)定階段以后，鈦合金逐漸表現(xiàn)為平滑的接觸面以及更加穩(wěn)定的磨損特征，與之有關(guān)的磨損量也會(huì)呈現(xiàn)顯著降低的趨向。

例如在上述測(cè)驗(yàn)進(jìn)行至六分鐘以后，通過(guò)觀測(cè)可知鈦合金材料呈現(xiàn)了最低的磨損量。這主要是由于，鈦合金在第六分鐘時(shí)已經(jīng)進(jìn)入了穩(wěn)定期，因而不再頻繁遭受外界要素給其帶來(lái)的磨損影響。與傳統(tǒng)的合金材質(zhì)相比，新型合金材料體現(xiàn)為更優(yōu)的材料綜合性能，因此其顯著優(yōu)于其他種類(lèi)的合金材質(zhì)。通過(guò)運(yùn)用變形加工的措施，應(yīng)當(dāng)能夠獲得耐磨性更好并且表層硬度更強(qiáng)的新型合金鋼。

（二）對(duì)比摩擦系數(shù)

鈦合金材料如果處于不同的時(shí)間段，那么與之相應(yīng)的摩擦系數(shù)也會(huì)呈現(xiàn)突顯的差異性。因此在經(jīng)過(guò)十分鐘的試驗(yàn)以后，技術(shù)人員有必要記下當(dāng)前現(xiàn)有的各項(xiàng)磨損數(shù)據(jù)，在此前提下繪制精確度較高的摩擦系數(shù)曲線。經(jīng)過(guò)觀察可知，在初期受到外界因素的磨損時(shí)，新型鈦合金相比于傳統(tǒng)種類(lèi)的鈦合金而言，其并沒(méi)有表現(xiàn)為突顯的耐磨差異性，而其中的摩擦力也是相對(duì)穩(wěn)定的。

與此同時(shí)，由于受到曲線波動(dòng)的影響，新型鈦合金材質(zhì)將會(huì)呈現(xiàn)較小的變形抗力以及較低的材質(zhì)硬度。此外，摩擦滾珠與鈦合金基體之間如果表現(xiàn)為頻繁性的摩擦狀態(tài)，則很有可能表現(xiàn)為變形狀態(tài)。在開(kāi)展摩擦試驗(yàn)的全過(guò)程中，一旦進(jìn)入了穩(wěn)定性的鈦合金摩擦階段，那么將會(huì)表現(xiàn)為波動(dòng)性更強(qiáng)的摩擦系數(shù)幅度。處于穩(wěn)定期或者磨合期階段中的鈦合金表層材料將會(huì)呈現(xiàn)更優(yōu)的耐磨性，對(duì)此有必要關(guān)注于全方位的摩擦防控措施。此外在必要時(shí)，技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)關(guān)注于表層耐磨性的全面優(yōu)化，確保延長(zhǎng)鈦合金材料能夠得以運(yùn)行的年限。

結(jié)束語(yǔ)：

經(jīng)過(guò)綜合分析，可以得知新型的鈦合金材質(zhì)具備更優(yōu)的耐磨性。因此相比來(lái)講，此種類(lèi)型的鈦合金更加能夠適用于當(dāng)前現(xiàn)有的化工領(lǐng)域與其他相關(guān)領(lǐng)域，截至目前，技術(shù)人員正在著眼于探究改進(jìn)合金耐磨性的可行措施，尤其是針對(duì)處于穩(wěn)定階段或者磨合階段的鈦合金材質(zhì)而言，因此在該領(lǐng)域的未來(lái)實(shí)踐中，對(duì)于多種多樣的新型鈦合金仍需格外關(guān)注其表層具備的耐磨性，依照因地制宜的宗旨與思路來(lái)優(yōu)化合金具備的表層耐磨性。

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