Tiesitkö? Ultra-alhaisissa lämpötiloissa alle -80 astetta on olemassa salainen ase titaaniseosten kryogeenisen käsittelyn tehostamiseksi. Tämä tekniikka on kuin maaginen "materiaalivelho", joka käyttää tiettyjä prosesseja laadullisen harppauksen saavuttamiseksi titaaniseosten ominaisuuksissa.
Kryogeenisen käsittelyn historia ulottuu vuoteen 1939, jolloin entinen Neuvostoliitto aloitti nestetypen käytön jäähdytyskäsittelyn kylmäaineena ja saavutti hyviä tuloksia. 1900-luvun puoliväliin mennessä Yhdysvallat oli teollisttanut teknologian muun muassa ilmailun alalla, ja se laajeni vähitellen mekaaniseen käsittelyyn. Nykyään monet amerikkalaiset kryogeeniseen käsittelyyn erikoistuneet yritykset ovat käytännössä osoittaneet, että kryogeeninen käsittely voi tehokkaasti pidentää materiaalien käyttöikää. Entinen Neuvostoliitto kehitti myös yleisesti käytettyjä uusia matalan lämpötilan titaaniseoksia, kuten OT4 ja BT5-1, säätämällä alkuaineiden osuutta titaaniseoksissa.
Mitkä ovat kryogeenisen käsittelyn vaikutukset titaaniseoksiin? Lukuisat tutkimukset ovat antaneet vastauksia.
Mitä tulee mekaanisiin ominaisuuksiin, tutkimukset ovat osoittaneet, että TC4-titaaniseoksen plastisuus lisääntyy merkittävästi syvän kryogeenisen käsittelyn jälkeen. 24 tunnin ja 36 tunnin käsittelyn jälkeen tasaisen plastisen muodonmuutoksen alue laajeni vastaavasti 5 % ja 8,3 %, mikä johtuu faasin vähenemisestä lejeeringissä muodonmuutoksen jälkeen.
Työkaluteräkselle ja ruostumattomalle teräkselle kryogeenisen käsittelyn vaikutukset ovat myös merkittäviä. Masayoshi Yamamuran tutkimus osoittaa, että työkaluteräksen kulutuskestävyys paranee merkittävästi kryogeenisen käsittelyn jälkeen, ja -180 astetta tuottaa parhaat tulokset; Shinjiro Kishigami havaitsi, että mitä alhaisempi kryogeenisen käsittelyn lämpötila, sitä suurempi on ruostumattoman teräksen iskunkestävyys ja kulutuskestävyys.
Vaikka maassamme kryogeenisen hoidon tutkimus ja soveltaminen aloitettiin suhteellisen myöhään, ja siihen liittyvät mekanismitutkimukset alkoivat vasta 1980-luvulla, viime vuosina on saavutettu huomattavia saavutuksia:
1. Titaaniseosten syvän kryogeenisen käsittelyn jälkeen lämmönjohtavuus laskee ensin ja sitten kasvaa lämpötilan noustessa, kun taas lämpölaajenemiskerroin ensin kasvaa ja sitten laskee.
2. 12 tunnin kryogeenisen käsittelyn jälkeen titaaniseosnäytteiden pinnan karheus minimoituu, mikrokovuus saavuttaa korkeimman arvon, ja pidemmällä käsittelyajalla faasi muuttuu faasiksi, jolloin mikrorakenne on tasaisempi ja tiheämpi.
3. TC4-titaaniseoksesta tehdyt tutkimukset osoittavat, että pitkittyneen kryogeenisen käsittelyn aikana raekoko pienenee vähitellen. 12 tunnin käsittelyn jälkeen mekaaniset kokonaisominaisuudet ovat optimaaliset, mutta 24 tunnin kuluttua lujuus ja kovuus ovat alhaisemmat kuin 12 tunnin kohdalla; siksi hoitoaika ei saa ylittää 12 tuntia.
4. TC4-titaaniseoksen kryogeenisen käsittelyn jälkeen sisällä on suuri määrä dislokaatiorakenteita ja pinnan mikrokovuus kasvaa pidemmän käsittelyajan myötä.
Tämä syvän kryogeenisen käsittelyn "matalien lämpötilojen taika" hyödyntää jatkuvasti titaaniseosten potentiaalia ja tasoittaa tietä niiden käyttöön useammilla alueilla, ja sen uskotaan tuovan lisää yllätyksiä tulevaisuudessa!
