Como a camada frágil é formada na superfície do titânio e das ligas de titânio?

Como a camada frágil é formada na superfície do titânio e das ligas de titânio?

O titânio é um importante material metálico, a liga de titânio tem uma ampla gama de aplicações na indústria aeroespacial e de defesa e outros campos, principalmente usados ​​na fabricação de peças e motores de aeronaves.O forjamento em alta temperatura é um importante método de processo para moldar ligas de titânio.Durante o processo de formação de plástico em alta temperatura, uma camada frágil é formada na superfície do titânio e das ligas de titânio.Esta camada frágil afeta seriamente a qualidade das peças de liga de titânio.

Como é formada a camada frágil na superfície do titânio e das ligas de titânio?Quando o titânio é exposto a altas temperaturas, uma camada dura e quebradiça, chamada de camada alfa, se forma devido à difusão de oxigênio no titânio.

O titânio é um metal muito forte e a camada alfa reduz a quantidade de tensão que a superfície pode suportar antes de rachar.Rachaduras na superfície do titânio e das ligas de titânio podem levar à formação de trincas, que acabam levando à falha da peça.A falha da peça pode levar a acidentes de avião e ferimentos.Existem três abordagens possíveis para lidar com a formação da camada alfa no titânio: prevenção, minimização ou remoção.O processo atualmente utilizado na indústria para solucionar esse problema é a remoção por moagem química.

A moagem química envolve essencialmente a imersão do produto forjado em um recipiente cheio de ácido forte, ácido fluorídrico ou ácido nítrico para remover a camada alfa.Atualmente o processo de moagem química não é a solução ideal para o problema porque a indústria da aviação tem regulamentações muito rígidas, o que torna a moagem química muito cara.Isso também expõe as empresas envolvidas a riscos legais, pois em casos extremos, derramamentos de produtos químicos podem prejudicar os funcionários e o meio ambiente.Além disso, os resíduos de ácido fluorídrico devem ser descartados, o que levanta preocupações ambientais mais profundas.

Diante dos avanços atuais, vários aspectos ainda precisam ser trabalhados em profundidade.Primeiro, o mecanismo de geração da camada α, com o objetivo de explorar a prevenção e mitigação da formação da camada α.Em segundo lugar, o efeito de diferentes revestimentos na camada α, com o objetivo de explorar melhores revestimentos protetores.Terceiro, o método de avaliação da camada α na superfície do titânio e das ligas de titânio, para determinar com precisão a profundidade da camada α e auxiliar na formação do processo de moagem química correto.

O estudo deste problema é propício para melhorar a segurança dos forjamentos de titânio e ligas de titânio e a economia do processo de remoção da camada α da liga de titânio.