W jaki sposób szybkość chłodzenia po ostatecznym wyżarzaniu tytanowej rury grzejnej (chłodzenie w piecu vs. chłodzenie powietrzem) modyfikuje rozkład cząstek międzymetalicznych i odporność na wżery w 10% chlorku żelaza?

Rozmiar i rozmieszczenie cząstek międzymetalicznych (głównie Ti2Fe w tytanie klasy 2) są kontrolowane przez szybkość chłodzenia po końcowym wyżarzaniu. Powolne chłodzenie (chłodzenie w piecu, 1–5 stopni/min) umożliwia dyfuzję żelaza i tworzenie większych, mniejszych cząstek Ti2Fe. Szybsze chłodzenie (chłodzenie powietrzem, 10–30 stopni C/min)=więcej i mniejszych cząstek. Stwierdzono, że drobne, dobrze rozproszone cząstki zmniejszają podatność na wżery w środowisku wżerowym 10% chlorku żelaza (FeCl3) w temperaturze 50 stopni poprzez bardziej równomierną dystrybucję prądu katodowego, minimalizując tworzenie się dużych par galwanicznych. Chłodzenie pieca powoduje gorszą odporność na wżery niż chłodzenie powietrzem.

Szybkość chłodzenia w porównaniu z ilościową odpornością na wżery

Stopień 2 Ti, 10% FeCl 3, 50 stopni, 100 godzin:

Piec chłodny, 1 stopień/min. Ti2Fe, wielkość cząstek 3-8 µm, odstęp 20-50 µm. 30–80 wżerów na cm², gęstość wżerów. Maksymalna głębokość wgłębienia 80 do 150 µm.

Chłodzenie:-chłodzenie powietrzem, 10 stopni/min. Wielkość cząstek: 1-3 um. Rozstaw: 10-20 µm. Gęstość wżerów od 10 do 30 wżerów na cm². Głębokość zagłębienia od 30 do 80 µm.

Chłodzenie wentylatorem (30 stopni/min) Wielkość cząstek 0,5-1,5 µm Odległość 5-10 µm. Gęstość wżerów 5-15 wżerów/cm 2 . Głębokość wżerów 20-50 µm.

Hartowanie wodą (100 stopni/min): wielkość cząstek<0.5 µm spacing <5 µm. Density of pits: 2 to 8 pits/cm2. Depth of pits: 10 to 30 µm.

Wpływ temperatury wyżarzania

Temperatura wyżarzania Szybkość chłodzeniaTi2Fe Wielkość cząstek (µm)Gęstość wżerów (wżery/cm2)
650 stopni Chłodzenie powietrzem 1-2 15-30 700 stopni Chłodzenie powietrzem 1-3 10-25 750 stopni Chłodzenie powietrzem 2-5 20-40 700 stopni Hartowanie wodą<0.5 5-15 Cooling Rate Selection Guide

Zalecana szybkość chłodzenia dla chlorku żelaza Przewidywana głębokość wżerów (mm/rok)Rozumowanie
Przerywany (< 100 godzin/rok) Chłodne powietrze (10 stopni/min) OK 0,2–0,4
Ciągłe, niskie stężenie (5 %)0,1-0,3 Dobre Chłodzenie powietrza
Stałe, wysokie stężenie (10%) Chłodzenie wentylatorem/hartowanie wodą 0,05 – 0,15 Najlepsza
Any with chloride >Hartowanie w wodzie 10 000 ppm<0.10 Optimal
Zalecenie inżynieryjne.

W przypadku rur tytanowych pracujących w środowiskach wżerowych, takich jak chlorek żelazowy, po ostatecznym wyżarzaniu należy upewnić się, że szybkość chłodzenia (chłodzenie wentylatorem lub hartowanie w wodzie) jest duża, aby utworzyć drobne,-dobrze zdyspergowane cząstki Ti2Fe. Inżynier może regulować szybkość chłodzenia, aby poprawić odporność na wżery.