Issiq titanium qotishmasi uchun ikki bosqichli -qadashni tozalash jarayoni-shakllanish shkalasi va uning xavfini kamaytirish strategiyasi

Titan qotishmalari yuqori haroratlarda kislorod va azotga kuchli yaqinlik ko'rsatadi, buning natijasida issiq shakllantirish operatsiyalari-da mustahkam oksidli shkalalar hosil bo'ladi. Bu tarozilarning rangi va qalinligi sistematik ravishda oʻzgarib turadi: harorat{2}}taxminan 600 darajada koʻk, 850 darajada kulrang{4}}qizil va 900 darajada kulrang. Shakllanish harorati ko'tarilgach, shkala qalinligi oshadi va substratga yopishish kuchayadi, bu esa olib tashlashni tobora qiyinlashtiradi. 900 darajadan yuqori hosil bo'lgan tarozilar agressiv kimyoviy tozalashni talab qiladi, bu ko'pincha sirtning yaxlitligini buzadi.

Titan qotishmasi qoplamini olib tashlashning sanoat standarti ikki bosqichli gidroksidi-kislota usuli bo'lib qoladi: eritilgan gidroksidi tozalash, keyin esa kislotali tuzlash. Bu ketma-ketlik samarali boʻlishiga qaramay, jarayonni qattiq nazorat qilishni talab qiladigan-erta qarishning kuchayishi va vodorodning moʻrtlashuvi-ning ikkita muhim metallurgiya xavfini keltirib chiqaradi.

Titan qotishmalari issiq ish paytida diffuziya{0}}boshqariladigan oksidlanish orqali oksid shkalalarini hosil qiladi. Shkala kislorodning qisman bosimi va ta'sir qilish muddatiga bog'liq holda Ti₂O₃ va TiO ning ozgina hissasi bo'lgan bir nechta oksidli qatlamlardan, birinchi navbatda TiO₂dan iborat.

Harorat shkalasi-bog'liqligi titanium qotishmalari navlari bo'yicha izchil naqshga amal qiladi:

600 daraja haroratda oksid plyonkasi nozik va nisbatan gözenekli bo'lib qoladi, bu to'g'ridan-to'g'ri kimyoviy olib tashlashga imkon beradi. 850 gradusda shkalaning qalinlashishi va sinterlanishi yopishqoqlikni oshiradi. 900 darajadan yuqori shkala zichlashadi va substrat bilan kuchli bog'lanadi; olib tashlash tajovuzkor muhitga uzoq vaqt ta'sir qilishni talab qiladi, bu esa substrat hujumi xavfini oshiradi.

TC4 titanium qotishmasi issiq{1}}hosil qiluvchi sirt oksidi qalinligi odatda 2 mkm dan kam boʻladi, lekin bu yupqa qatlam ham toʻliq olib tashlanmasa, keyingi ishlov berishni sezilarli darajada yomonlashtirishi mumkin.

Birinchi bosqichda masshtabli ish qismini eritilgan gidroksidi vannaga botiriladi. Kaustik muhit-odatda NaOH va NaNO₂ yoki NaOH va NaNO₃- aralashmasidan iborat oksid shkalasi bilan reaksiyaga kirishib, uning tuzilishini yumshatadi va ajralishini kuchaytiradi.

Umumiy formulalar quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• NaOH 700 g/L va NaNO₂ 250 g/L (oʻta toʻyingan eritma)
• Qaynatish harorati taxminan 160 daraja
• To'liq konditsionerlik uchun suvga cho'mish muddati 6 soatgacha

Muqobil xususiy erigan oksidlovchi tuzlar (masalan, Virgo{2}}turi formulalari) issiq haddelenmiş qotishma qoplamini olib tashlashda ham samarali ekanligini isbotladi.

Kustik vanna kimyoviy konversiya orqali ishlaydi: u yopishgan oksidni mo'rt, konditsioner qatlamga aylantiradi, keyinchalik kislota tuzlash oson eriydi.
 

Kustikni tozalash va suv bilan yuvishdan so'ng, ishlov beriladigan qism kislotali tuzlashdan o'tadi. Standart tuzlash eritmasi nitrat kislotani (HNO₃) gidroflorik kislota (HF) bilan birlashtiradi.

Kislota hammomining odatiy ko'rsatkichlari:

• HNO₃:HF hajm nisbati 5:1 dan katta yoki unga teng (vodorodning mo'rtlashishini oldini olish uchun muhim)
• Tavsiya etilgan nisbat: 10:1 HNO₃:HF
• Hammom harorati: vodorodning so'rilishini cheklash uchun 60 darajadan past
• Suvga cho'mish vaqti: shkala qalinligi va qotishma tarkibiga qarab 20 soniyadan bir necha daqiqagacha

Nitrat kislota yangi ochilgan titan yuzasini passivlashtiruvchi oksidlovchi vosita bo'lib xizmat qiladi, gidroftorik kislota esa konditsioner shkalani va uning ostidagi ifloslangan oksid-qatlamni eritadi.

Tuzlash qoldiq shkalani olib tashlaydi va metall yuzani tiklaydi. Kimyoviy maydalangan materiallar uchun shkala ostidagi kislorod bilan ifloslangan-qatlamni yo'q qilish uchun{1}}vannani tuz bilan tozalash talab qilinishi mumkin.

Eritilgan gidroksidi hammom taxminan 450 daraja ishlaydi. Bu harorat + va titanium qotishmalari uchun qarish harorati oralig'ida yoki yaqinida tushadi.

Kaustik konditsionerlik jarayonida yarim tayyor mahsulotlar matritsadagi ikkilamchi yoki intermetal fazalarning yadrolanishi va o'sishi-ko'zda tutilmagan yog'ingarchiliklarga duchor bo'lishi mumkin. Bunday erta qarish bir qator salbiy oqibatlarga olib keladi:

• Keyingi sovuq ishlov berishda qattiqlikning oshishi va egiluvchanlikning pasayishi
• Keyingi ishlov berish jarayonida yorilish xavfi ortadi
• Tayyor komponentlarda buzilgan o'lchov barqarorligi

Bu hodisa, ayniqsa, 400 darajadan yuqori haroratlarda qarish kinetikasi tezlashadigan -boy qotishmalarda yaqqol namoyon bo'ladi. Aniq kuzatilgan sharoitlarda amalga oshiriladigan nazorat ostida qarish muolajalaridan farqli o'laroq, gidroksidi -vannaga ta'sir qilish qotishmaning harorat holatidan qat'i nazar, ishlab chiqarish partiyalari bo'ylab mexanik xususiyatlarning o'zgaruvchanligini keltirib chiqaradi.

Vodorodning mo'rtlashuvi titanium qotishmasini qayta ishlashda eng makkor tahdiddir. Titan va uning qotishmalari vodorodni tuzlash eritmalari, tozalash vannalari va hatto yuqori haroratlarda atmosferadan osongina o'zlashtiradi.

Mexanizm quyidagicha ishlaydi:

Kislota tuzlash jarayonida HF komponenti titan yuzasiga hujum qilib, erish reaktsiyasining yon mahsuloti sifatida atom vodorodini hosil qiladi. Ushbu atomik vodorodning bir qismi molekulyar H₂ ga qayta birikish va qochish o'rniga titanium panjarasiga tarqaladi.

So‘rilganidan so‘ng vodorod -Ti panjarasining oraliq joylarini egallaydi. Eruvchanlik chegarasidan oshib ketgan konsentratsiyalarda vodorod don chegaralari va sirpanish tekisliklari bo'ylab mo'rt titan gidrid (TiHₓ) trombotsitlari shaklida cho'kadi. Ushbu gidridlar:

• Singan chidamliligini va charchoqqa chidamliligini kamaytiring
• Siqilish stressi ostida intergranulyar yorilishlarni rag'batlantirish
• Xizmat muhitida subkritik yoriqlar o'sishini tezlashtirish

Vodorodning mo'rtlashuv chegarasi qotishma tarkibi va mikro tuzilishiga qarab o'zgarib turadi, ammo 150-200 ppm gacha bo'lgan kontsentratsiyalar mexanik xususiyatlarda o'lchovli degradatsiyaga olib kelishi mumkin.

Bir necha omillar tuzlash paytida vodorod yig'ish-ni kuchaytiradi:

1. HF konsentratsiyasi optimal darajadan oshib ketadierish reaksiyasini tezlashtiradi va ortiqcha atomik vodorod hosil qiladi
2. Hammomning harorati 60 darajadan yuqorivodorod diffuziyasini va yutilish kinetikasini oshiradi
3. Tugagan HNO₃ tarkibivodorodning kirishini cheklaydigan passivlashtiruvchi ta'sirni kamaytiradi
4. Kengaytirilgan suvga cho'mish vaqtivodorod ta'sirini uzaytiradi
5. 12 g/L dan yuqori titan ionining to'planishivannada eritma kimyosini o'zgartiradi va vodorodning so'rilishini rag'batlantiradi

O'lchovni tozalashdan oldin nitrat kislota eritmasida temir va nikel sirtining ifloslanishini olib tashlash orqali vodorodning so'rilishini butunlay oldini olish mumkin. Ushbu dastlabki ishlov berish galvanik birikma effektlarini bartaraf qiladi, bu esa keyingi kislota ta'sirida vodorod-to'planishini tezlashtiradi.

Haroratni boshqarish erta qarishni oldini olish uchun asosiy vosita bo'lib qolmoqda. 450 daraja an'anaviy ish nuqtasini bildirsa-da, quyi{2}}haroratli kaustik formulalar mavjud. 160 darajaga yaqin ishlaydigan NaOH-NaNO₂ tizimlari (qaynayotgan suvli eritma) qarish xavfini kamaytiradigan muqobil variantni taklif qiladi, shu bilan birga qorishmani tozalash samaradorligini saqlaydi.

 

Vaqtni minimallashtirish termal ta'sirni cheklaydi. Konditsionerlik davomiyligi har bir qotishma-navbat va shkala-qalinligi kombinatsiyasi uchun odatda kupon sinovi orqali aniqlanadi-o‘lchovni yumshatish uchun zarur bo‘lgan minimal vaqt bo‘lishi kerak.

 

Qotishma{0}}maxsus protokollar turli qarish sezgirligini hisobga oladi. -boy qotishmalar qotishmalarga nisbatan yoki ularga yaqin-ga ​​qaraganda ko'proq konservativ harorat-vaqt parametrlarini talab qiladi.

HNO₃:HF nisbatining 5:1 dan yuqori bo'lishi (afzalroq 10:1) vodorodning mo'rtlashishini oldini olish uchun yagona eng muhim nazorat parametridir. Nitrat kislota konsentratsiyasi hech qachon taxminan 10% dan pastga tushmasligi kerak, chunki bu chegara xavfsiz passivatsiya va faol vodorod singishi o'rtasidagi chegarani belgilaydi.

 

60 darajadan past harorat chegarasi ham vodorodning yutilish kinetikasini, ham umumiy korroziya tezligini pasaytiradi.

 

Hammom monitoringi kislota konsentratsiyasini va erigan titan tarkibini muntazam tahlil qilishni o'z ichiga oladi. Titan kontsentratsiyasi 12 g / L dan oshganda vannani almashtirish kerak bo'ladi.

 

Tuzlangandan keyin-issiq suv bilan chayish, keyin sovuq suv va majburiy quritish qoldiq kislota korroziyasini oldini oladi va keyingi ishlov berishda vodorodning kirib kelishini kamaytiradi.

 

Vaqt oynasini cheklash shartli sirtning ikkilamchi oksidlanishini oldini olish uchun gidroksidi tozalashdan keyin bir soat ichida kislotali tuzlashni talab qiladi.
 

Ikki bosqichli eritilgan gidroksidi konditsionerlash va kislotali tuzlash jarayoni titanium qotishmasi qoplamini olib tashlash uchun sanoat standarti bo'lib qolmoqda. Uning samaradorligi gidroksidi shkalasini bo'shatish va keyin kislota eritmasini qo'shimcha ta'siridan kelib chiqadi. Biroq, jarayon ikki muhim metallurgiya xavfini keltirib chiqaradi{3}}450 daraja gidroksidi ta'siridan erta qarish va nazoratsiz HF-HNO₃ tuzlash natijasida vodorodning mo'rtlashishi.

Muvaffaqiyatli amalga oshirish harorat, vaqt va eritma kimyosi parametrlari bo'yicha qat'iy jarayon nazoratini talab qiladi. Vodorodning emilishini oldini olish uchun HNO₃:HF nisbati doimiy ravishda 5:1 dan oshishi kerak. Kustik vannaning harorati va davomiyligi kutilmagan qarish reaktsiyalarini oldini olish uchun minimallashtirishni talab qiladi.

Turli xil titan qotishma navlari va mahsulot shakllarini qayta ishlovchi ishlab chiqarish muhitlari uchun differensial jarayon spetsifikatsiyalari-jarayon ichidagi monitoring va muntazam vanna tahlili bilan birgalikda-material xossalari yoki komponentlarning yaxlitligiga putur etkazmasdan o'lchovni izchil olib tashlashning eng ishonchli yo'lini taklif qiladi.

Hozir bog'laning