Comment la couche fragile se forme-t-elle à la surface du titane et des alliages de titane ?

Comment la couche fragile se forme-t-elle à la surface du titane et des alliages de titane ?

Le titane est un matériau métallique important, l'alliage de titane a une large gamme d'applications dans l'aérospatiale et la défense et d'autres domaines, principalement utilisés dans la fabrication de pièces et de moteurs d'avions.Le forgeage à haute température est une méthode de traitement importante pour le moulage des alliages de titane.Au cours du processus de formage du plastique à haute température, une couche fragile se forme à la surface du titane et des alliages de titane.Cette couche fragile affecte sérieusement la qualité des pièces en alliage de titane.

Comment se forme la couche fragile à la surface du titane et des alliages de titane ?Lorsque le titane est exposé à des températures élevées, une couche dure et cassante, appelée couche alpha, se forme en raison de la diffusion de l'oxygène dans le titane.

Le titane est un métal très résistant et la couche alpha réduit la quantité de déformation que la surface peut supporter avant de se fissurer.La fissuration à la surface du titane et des alliages de titane peut entraîner la formation de fissures, qui conduisent finalement à la défaillance de la pièce.La défaillance de la pièce peut entraîner des accidents d'avion et des blessures.Il existe trois approches différentes possibles pour traiter la formation de la couche alpha sur le titane : la prévention, la minimisation ou l'élimination.Le processus actuellement utilisé dans l'industrie pour résoudre ce problème est l'élimination par broyage chimique.

L'usinage chimique consiste essentiellement à plonger le produit forgé dans un récipient rempli d'acide fort, d'acide fluorhydrique ou d'acide nitrique pour éliminer la couche alpha.Actuellement, le processus de broyage chimique n'est pas la solution idéale au problème car l'industrie aéronautique a des réglementations très strictes, ce qui rend le broyage chimique très coûteux.Cela expose également les entreprises impliquées à des risques juridiques, car dans les cas extrêmes, les déversements de produits chimiques peuvent nuire aux employés ainsi qu'à l'environnement.De plus, les déchets d'acide fluorhydrique doivent être éliminés, ce qui soulève des préoccupations environnementales plus profondes.

Au vu des progrès actuels, plusieurs aspects doivent encore être approfondis.Premièrement, le mécanisme de génération de la couche α, visant à explorer la prévention et l'atténuation de la formation de la couche α.Deuxièmement, l'effet de différents revêtements sur la couche α, visant à explorer de meilleurs revêtements protecteurs.Troisièmement, la méthode d'évaluation de la couche α à la surface du titane et des alliages de titane, pour déterminer avec précision la profondeur de la couche α et pour aider à la formation du processus de fraisage chimique correct.

L'étude de ce problème est propice à l'amélioration de la sécurité des pièces forgées en titane et alliages de titane et à l'économie du procédé d'élimination de la couche α d'alliage de titane.