チタンは、ほぼすべての元素と相互作用することができる非常に活性な金属です。 高温では、ガス化合物 CO、CO2、水蒸気、NH4、および多くの揮発性有機化合物と反応することもあります。 加熱プロセス中に、金属元素とチタン表面の間の反応により、表面が汚染され、化学組成が変化します。 一部のガス元素はチタン表面に化合物を形成するだけでなく、金属格子に入り込んで格子間固溶体を形成します。 工業用大気圧下では、純チタンの酸素吸収曲線、窒素吸収曲線は様々な雰囲気環境により変化します。
チタンとその合金は、空気または酸素を含む雰囲気中で加熱すると酸素と反応します。 428度以下に加熱すると保護酸化膜が形成されます。 温度が上昇すると、酸化膜の厚さが増加します。 温度が 538 度を超えると、酸化膜の保護効果が失われ始めます。 酸素がフィルムを通って金属の内部に拡散し、明らかなガス発生が発生します。 層。 温度が 815 度を超えると、チタン合金の表面に緩い酸化スケールの層が形成されます。
水素とチタン合金の効果は加熱温度と時間に関係します。 427度以下の場合、チタン合金の表面に酸化皮膜があれば水素の吸入を防ぐことができます。 温度が 427 度を超えると、水素が酸化層を貫通し始め、合金構造の内部に入り込みます。 チタン合金の特性に対する水素吸入の影響の程度は、合金の構造状態にも直接関係します。 相中の水素原子の溶解度は相中のそれよりもはるかに大きいため、合金の相の量と形状が水素汚染を決定します。 主な要因の一つ。
また、ワークの油汚れや汚れも炭化の原因となります。 汗の飛沫も加熱中に容易に塩化物の付着を引き起こし、その後の使用時に熱塩応力腐食を引き起こす可能性があります。 格子間元素の含有量の増加は、チタンおよびチタン合金の機械的特性に直接影響を与えるだけでなく、チタン合金の a+ / 相変態点および一部の相変態プロセスにも影響を与えます。 したがって、チタンおよびチタン合金にとって、加熱プロセス中の汚染を防ぐことは非常に重要な課題です。
肉厚が薄く、高い表面輝度要件があり、水素脆化に対する強い感受性を備えた タイプのチタン合金の場合、真空成形が最も理想的です。 真空成形は必ずしも高価な真空加熱装置を必要としません。
そのため、大気環境によるさまざまな影響を軽減するために、加熱には真空焼入れ炉や真空焼鈍炉が一般的に使用されています。 真空炉内の不活性ガスは、加熱プロセス中のチタンおよびチタン合金材料を汚染から保護します。
