آلیاژ تیتانیوم Ti-6A1-4V با مزایای استحکام ویژه بالا و مقاومت در برابر حرارت خوب، به طور گسترده در زمینه های هوافضا، پتروشیمی، مواد غذایی و پزشکی استفاده می شود و 75٪ تا 85٪ از کل استفاده از آلیاژ تیتانیوم را به خود اختصاص می دهد و تبدیل به آلیاژ برگ برنده در آلیاژ تیتانیوم می شود. با این حال، عیوب عملکردی مانند سختی کم، مقاومت در برابر سایش ضعیف و مقاومت ضعیف در برابر اکسیداسیون در دمای بالا، توسعه بیشتر را تا حد زیادی محدود می کند.آلیاژ تیتانیوم Gr.5.
بسیاری از فنآوریهای اصلاح سطح برای آلیاژ تیتانیوم Gr.5، از جمله فناوریهای اصلاح سنتی که با اکسیداسیون حرارتی، آبکاری الکتریکی، و آبکاری الکترولس نشان داده میشوند، و همچنین فنآوریهای مدرن تصفیه سطح مواد مانند رسوب بخار، کاشت یون، اکسیداسیون میکرو-قوس، و درمان سطح درخشش وجود دارد.
(1) عملیات حرارتی شیمیایی
آلیاژ تیتانیوم Gr.5 دارای خواص شیمیایی فعال است و می تواند با عناصر مختلف در دماهای مختلف واکنش نشان دهد و روش های عملیات حرارتی شیمیایی مانند اکسیداسیون، آمونیاک و کربورسازی می تواند یک لایه سرامیکی سخت بر روی سطح آلیاژ برای بهبود مقاومت سطحی و مقاومت حرارتی آلیاژ تیتانیوم آماده کند. لایه سرامیکی به دست آمده با روش ترموشیمیایی نیز می تواند به طور موثری از ایجاد ترک ها جلوگیری کرده و از انتشار ترک جلوگیری کند، به طوری که مقاومت حفره ای آلیاژ تیتانیوم Gr.5 به طور قابل توجهی بهبود می یابد.
با استفاده از فناوری تصفیه نفوذ آمونیاک خلاء کم فشار، پوششهای TiN و TiAIN را میتوان با ترکیب خوب با بستر، عمق لایه سخت شده 50~60 و سختی سطح 1000{5}}1100HV بدست آورد. پوشش مقاوم در برابر سایش TiN/TiN روی سطح آلیاژ Gr.5 را می توان با روش نفوذ آمونیاک پلاسما به طور قابل توجهی بهبود بخشید که می تواند به طور قابل توجهی سختی سطح و مقاومت در برابر سایش آلیاژ را بهبود بخشد. در دمای پایین (950 درجه)، لایه اصلاح شده 3~15.4um را می توان بر روی سطح آلیاژ برای 5~40 ساعت نفوذپذیری بور Gr.5 آماده کرد و سختی در مقایسه با ماتریس حدود 5 برابر افزایش می یابد و ضریب مقاومت به سایش سطح به 0.2~0.3 کاهش می یابد و مقاومت به سایش به طور قابل توجهی بهبود یافته است.
(2) رسوب بخار
رسوب بخار عبارت است از متراکم کردن بخار ماده ای که قرار است روی ماده زیرلایه در شرایط خلاء قرار گیرد تا لایه نازکی به دست آید که الزامات را برآورده کند و پوشش محافظ لایه نازک با عملکرد عالی را می توان با رسوب فیزیکی بخار (PVD) یا رسوب بخار شیمیایی (CVD) و مشتق سازی بر روی سطح آلیاژ Gr.5 بدست آورد.
پوشش ضد انعکاس پهن باند مادون قرمز را می توان روی سطح Gr.5 با رسوب بخار شیمیایی تهیه کرد و نرخ عبور پهنای باند سطح آلیاژ به 3~12um می رسد، به طوری که عملکرد پنهان مادون قرمز آلیاژ Gr.5 را می توان بهبود بخشید. لایه های نازک الماس را می توان بر روی سطح Gr.5 با رسوب شیمیایی پلاسمای مایکروویو و رسوب شیمیایی فیلامنت داغ تهیه کرد. فیلم های میکرو الماس و نانو الماس با خلوص بالا CH، H2 و Ar به عنوان مواد اولیه را می توان بر روی سطح آلیاژ Gr.5 با رسوب بخار شیمیایی فیلامنت داغ به دست آورد. پوشش الماس مانند{11}}زیست سازگاری خوب، خواص فیزیکی و شیمیایی عالی و مقاومت به سایش عالی دارد که برای کاربرد بیشتر آلیاژ تیتانیوم در زمینه پزشکی اهمیت زیادی دارد.
