钛的热氢工艺

钛的热氢工艺（Thermohydrogen processing）概念受到重视。Senkov（俄罗斯，1999）指出：氢作为过渡性合金元素（Temporary Alloying Element），具有氢致软化或硬化的特征，可以****粉末成形和烧结特性，****相变动力学控制和显微*结构，****合金的力学性能[15]。HDH可制备高质量****粉末，其成形压制力可降低34～67MPa，烧结温度可降低110～140℃，热处理可细化晶粒。用氢作为过渡合金元素实现钛合金的可逆合金化，已在俄罗斯得到应用。例如，将钛合金废屑氢化、热压、热处理、真空退火脱氢等，通过非熔化工艺制得棒材的力学性能不逊色于用传统熔化，铸造，热加工技术制得的棒材[16]。Froes（美国，2004）阐明了以氢作为过渡性合金元素的概念和钛合金热氢工艺的重要性[17]。

氧是钛合金中始终得到关注的元素，对性能有着多方面的影响。研究表明氧可以改变钛合金应变硬化速率。Khan（美国，2007）在宽的温度和应变速率条件下，对氧当量(Oeq=O+2N+0.75C)分别为0.152、0.222、0.229%的Ti6Al4V合金，进行了热机械处理的响应试验和模型化研究[19]。研究发现，硬化速率随应变速率增加而减少，理由是合金在高应变速率下变形产生热软化（thermal softening）。氧含量对合金应变硬化速率有着重要的影响，试验表明，当氧当量为0.229％，在0.05～0.25真应变范围，应变速率为3000S－1时，合金几乎没有加工硬化现象；在0.2～0.25真应变范围，甚至出现“加工软化”迹象。

钛合金阳****氧化操作步骤

1.1 基材前处理

基材为 TA2纯 钛片 ，尺寸 为 40mm×10mm X1mm，化学成分见表 l。

   用600，800，1000号水砂纸依次打磨基材直到其表面无明显划痕并呈灰 白色 ；用蒸馏水 冲洗后放人 由HF，HNO，，H2O按体积比1：4：30组成的酸洗溶液中浸泡30s，直到基材表面呈均匀白色。

1.2 阳****氧化及封孔

   用自制的脉冲直流阳****氧化设备对前处理过的基材进行钛阳****氧化着色，电解液配方及工艺参数如下：

   10—500mL／L****，0～20g／L葡萄糖酸钠，5—120V，5～300s，25～85℃。着 色后用 酒精清洗掉试样表面的电解液，然后在9O℃的去离子水中封孔处理30Min，****后用滤纸吸干表面的水分。

1.3 膜层性能检测

   用HF，HNO，HO按质量比 1：10：89组成的溶液对钛合金阳****氧化着色膜进行点滴，检验膜层耐蚀性，每次滴一滴并记录从溶液接触试样表面到出现气泡的时间。用刀在试样表面划1mm×1mm方格，用透明胶粘贴后以10N压力压l0次，拉掉后检查膜层的完整性，以此来检测膜层的结合力。用 S一3400N型扫描电子显微镜(SEM)观察膜层表面形貌。

钛螺丝常见的几个问题

钛螺丝使用钛作为材质，可以说无论在制造、使用或处理的各个环节都有很大优势，因此虽然钛螺丝以钛为材质本身的成本较高，周期寿命相对较短，但是在钛螺丝的解决方案中，却依然属于较为节省的一种。

      钛螺丝如果使用钛作为主要材质，则还要了解一下钛本身的磁性问题。钛一般来说是被认为不具有磁性的，但是实际上奥氏体系列材料经过一定加工工艺后，是有可能出现一定磁性的，不过如果就此认为磁性是判断钛钛螺丝质量的标准也是不准确的。

       钛螺丝在挑选时，钛材料是否具备磁性并不能说明其品质的高低，实际上一些铬锰钛正是不具有磁性的钛。钛钛螺丝中铬锰钛并不能替代300系列钛的使用，尤其在高介质腐蚀性工作环境中更是如此。

      钛螺丝在使用钛为材质的过程中，曾经较为依赖镍元素的使用，但是在镍元素全球价格上涨的情况下，钛螺丝的价格也受到了较大影响。钛螺丝的生产企业为了减缓成本压力，****钛螺丝的竞争能力，特别寻找了替代材料，生产了低镍型的钛钛螺丝。