Come si forma lo strato fragile sulla superficie del titanio e delle leghe di titanio?

Come si forma lo strato fragile sulla superficie del titanio e delle leghe di titanio?

Il titanio è un materiale metallico importante, la lega di titanio ha una vasta gamma di applicazioni nel settore aerospaziale e della difesa e in altri campi, utilizzati principalmente nella produzione di parti e motori di aeromobili.La forgiatura ad alta temperatura è un metodo di processo importante per lo stampaggio delle leghe di titanio.Durante il processo di formatura plastica ad alta temperatura, sulla superficie del titanio e delle leghe di titanio si forma uno strato fragile.Questo strato fragile influisce seriamente sulla qualità delle parti in lega di titanio.

Come si forma lo strato fragile sulla superficie del titanio e delle leghe di titanio?Quando il titanio è esposto a temperature elevate, uno strato duro e fragile, chiamato strato alfa, si forma a causa della diffusione dell'ossigeno nel titanio.

Il titanio è un metallo molto resistente e lo strato alfa riduce la quantità di sollecitazione che la superficie può sopportare prima di rompersi.Le crepe sulla superficie del titanio e delle leghe di titanio possono portare alla formazione di crepe, che alla fine portano al cedimento della parte.Il guasto della parte può causare incidenti aerei e lesioni.Esistono tre diversi approcci possibili per affrontare la formazione dello strato alfa sul titanio: prevenzione, riduzione al minimo o rimozione.Il processo attualmente utilizzato nell'industria per affrontare questo problema è la rimozione tramite macinazione chimica.

La macinazione chimica comporta essenzialmente l'immersione del prodotto forgiato in un contenitore riempito con un acido forte, acido fluoridrico o acido nitrico per rimuovere lo strato alfa.Attualmente il processo di macinazione chimica non è la soluzione ideale al problema perché l'industria aeronautica ha normative molto rigide, il che rende la macinazione chimica molto costosa.Ciò espone anche le aziende coinvolte a rischi legali, poiché in casi estremi, le fuoriuscite di sostanze chimiche possono danneggiare i dipendenti e l'ambiente circostante.Inoltre, l'acido fluoridrico di scarto deve essere smaltito, il che solleva maggiori preoccupazioni ambientali.

Alla luce dei progressi in corso, diversi aspetti devono ancora essere approfonditi.In primo luogo, il meccanismo di generazione dello strato α, con l'obiettivo di esplorare la prevenzione e la mitigazione della formazione dello strato α.In secondo luogo, l'effetto di diversi rivestimenti sullo strato α, con l'obiettivo di esplorare migliori rivestimenti protettivi.In terzo luogo, il metodo di valutazione dello strato α sulla superficie del titanio e delle leghe di titanio, per determinare con precisione la profondità dello strato α e per assistere nella formazione del corretto processo di macinazione chimica.

Lo studio di questo problema contribuisce a migliorare la sicurezza dei forgiati in titanio e leghe di titanio e l'economia del processo di rimozione dello strato α della lega di titanio.