티타늄 및 티타늄 합금은 무독성 특성, 경량 특성, 고강도{1}}대-중량 비율, 우수한 생체 적합성으로 인해 항공우주, 석유화학, 의료 산업에서 널리 활용됩니다. 그러나 경도의 한계, 열악한 내마모성 및 불충분한 고온{4}}산화 성능으로 인해 티타늄 합금의 발전이 저해되고 있습니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 화학적 변형이라고도 알려진 화학적 열처리가 효과적인 강화 수단으로 등장했습니다.
화학적 열처리에는 균일한 재료에 비해 향상된 성능을 달성하기 위해 화학적 반응을 사용하고 때로는 물리적 방법과 결합하여 금속 부품의 표면 화학적 조성과 미세 구조를 변경하는 작업이 포함됩니다. 티타늄 및 그 합금의 일반적인 화학적 열처리 방법에는 질소 확산, 탄소 확산, 붕소 확산 및 금속 확산이 포함됩니다.
질소 확산 처리는 티타늄 합금 표면에{0}}경도가 높은 질화물(예: TiN 및 Ti2N)을 생성하여 탁월한 내식성과 내마모성을 제공합니다. 다양한 질소 확산 기술에는 염욕 질화, 가스 질화, 이온 주입 질화, 이중 글로우 이온 질화, 표면 레이저 질화 및 진공 질화 등이 있습니다. 탄소 확산 처리로 인해 표면에 탄화물이 생성되어 경도와 내마모성이 향상됩니다.
붕소 확산 처리는 티타늄 합금 표면에 붕소화물을 형성하여 경도와 내식성을 더욱 높여 높은 경도와 내마모성이 요구되는 용도에 적합합니다. TiB 및 TiB2와 같은 화합물은 고체, 액체 및 기체 방법을 포괄하는 붕소 확산 기술을 통해 형성됩니다.
금속 확산은 티타늄 합금 표면에 다른 금속 원소를 침투시켜 복합 재료를 만들어 성능을 향상시키는 과정을 포함합니다. 사전 확산된 금속 요소를 선택하면 티타늄 합금에 대한 용해도가 좋아야 합니다.- 금속 용해도에 영향을 미치는 요인에는 원자 크기, 화학적 친화성, 결정 구조 및 상대 원자가가 포함됩니다.
결론적으로, 티타늄 합금의 다양한 화학적 열처리 방법은 각각 고유한 장점을 제공하며 기술 선택은 특정 요구 사항에 맞춰야 합니다. 현재는 질소와 탄소 확산 기술이 널리 보급되어 있습니다. 티타늄 및 티타늄 합금 기술이 계속 발전함에 따라 표면 처리는 제품 성능을 향상시킬 수 있는 상당한 잠재력을 가지고 있습니다.
