Проведено дослідження титанових сплавів зі зміцненим азотованим шаром методом вакуумного іонного плазмового азотування в термоциклічному режимі для визначення закономірності впливу параметрів дифузійного насичення на мікротвердість. Встановлено, що величина мікротвердості залежить від фазового складу поверхні. На поверхні сплаву ВТ1-0 після азотування утворюються три фази TiN, Ti2N і Ti(N). Твердість поверхневого шару азотованого титану залежить від співвідношення цих фаз і тим вища, чим більша кількість фази TiN. За рахунок зміни параметрів процесу вакуумного іонного азотування в імпульсному режимі (температури, тиску, складу насичуючого середовища і часу азотування) можна змінювати фізико-механічні характеристики (глибину дифузійного шару до 300 мкм, мікротвердість до 9600 МПа, різний градієнт твердості по глибині, фазовий склад азотованих поверхонь і т.д.), отримувати поверхневі шари з різним фазовим складом (α, γ' та ε - фази) із нітридною зоною і без неї, залежно від температури, тиску, складу середовища, що насичує, та розміру температурних циклів, що дозволяє оптимізувати властивості поверхневого шару в конкретних умовах експлуатації. Збільшення часу азотування титанових сплавів сприяє збільшенню товщини азотованого шару до 300 мкм. Додавання в насичуюче середовище інертних газів гелію і аргону сприяє збільшенню пластичності та товщини азотованого шару.

титанові сплави, модифікована поверхня, азотування, мікротвердість

Повний текст:

PDF

1. Nazmy, M. & Staubli, M. (1994). Alloy modification of γTiAl for improved mechanical properties. Scr. met. Et mater, 31, 7, 829–833 [in English].

2. Hohaiev, K.O. & Radchenko, O.K. (2001). Deformuvannia tytanovykh splaviv prokatuvanniam [Deformation of titanium alloys by rolling]. Metaloznavstvo ta obrobka metaliv – Metallurgy and metal processing, 4, 25–29 [in Ukrainian]

3. Shalapko, Yu.I., Honcharov, V.V. (1999). Pidvyshchennia antyfryktsiinykh vlastyvostei tytanovoho splavu OT4 pry lazernomu oprominiuvanni poverkhni [Increasing the antifriction properties of the OT4 titanium alloy during laser irradiation of the surface]. Visn. Tekhnol. un-tu Podillia. – Visn. Technol. Podillia University, 6, 177–178 [in Ukrainian]

4. Yue, T.M., Cheung, T.M. & Man, H.C. (2000). The effects of laser surface treatment on the corrosion properties of Ti-6Al-4V alloy in Hank’s solution. J. Mater. Sci. Lett, 19, 3, 205–208 [in English].

5. Gurrappa I. (2001). Effect of aluminizing on the oxidation of the titanium alloy, IMI 834. Oxid. Metals, 56, 1-2, 73–87 [in English].

6. Fedirko, V., Yaskiv, O. & Prytula, A. (2003). Azotuvannia i boruvannia tytanovykh splaviv – perspektyvy kombinovanoho obroblennia [Nitriding and boronizing of titanium alloys – prospects for combined processing]. Mashynoznavstvo – Mechanical science, 4, 23–26. [in Ukrainian]

7. Fedorak, R.M. (1998). Dyfuziine zaliznennia ta tsementatsiia tytanu [Diffusion fertilization and cementation of titanium]. Metaloznavstvo ta obrobka metaliv – Metallurgy and metal processing, 4, 52–55 [in Ukrainian]

8. Rutkovskyi, A. V., Markovych, S.I. & Mykhailiuta, S.S. (2022). Analiz napruzheno-deformovanoho stanu ionnoazotovanykh zrazkiv iz pokryttiam v umovakh izotermichnoi ta termotsyklichnoi povzuchosti [Analysis of the stress-strain state of ion-nitrogenized coated samples under isothermal and thermocyclic creep conditions]. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky – Central Ukrainian scientific bulletin. Technical sciences, Issue 6(37), 3–9 [in Ukrainian]

9. Rutkovskyi, A.V., Markovych, S.I. & Mykhailiuta, S.S. (2020). Teplostiikist ionnoazotovanykh aliuminiievykh splaviv pry izotermichnomu ta termotsyklichnomu vplyvi [Heat resistance of ion-nitrogenized aluminum alloys under isothermal and thermocyclic exposure]. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky – Central Ukrainian scientific bulletin. Technical sciences, Issue 3(34), 72–81. [in Ukrainian]

1. Nazmy M., Staubli M. Alloy modification of γTiAl for improved mechanical properties (Поліпшення механічних властивостей сплаву γTiAl шляхом модифікації). Scr. met. Et mater. 1994. 31, №7. Р. 829–833.

2. Гогаєв К.О., Радченко О.К. Деформування титанових сплавів прокатуванням. Металознавство та обробка металів. 2001. №4. С. 25–29.

3. Шалапко Ю.І., Гончаров В.В. Підвищення антифрикційних властивостей титанового сплаву ОТ4 при лазерному опромінюванні поверхні. Вісн. Технол. ун-ту Поділля. 1999. № 6. С. 177–178.

4. Yue T.M., Cheung T.M., Man H.C. The effects of laser surface treatment on the corrosion properties of Ti-6Al-4V alloy in Hank’s solution. J. Mater. Sci. Lett. 2000. 19, №3. Р. 205–208.

5. Gurrappa I. Effect of aluminizing on the oxidation of the titanium alloy, IMI 834 (Вплив алюмінування на окислення титанового сплаву IMI 834). Oxid. Metals. 2001. 56, №1-2. Р. 73–87.

6. Федірко В., Яськів О., Притула А. Азотування і борування титанових сплавів – перспективи комбінованого оброблення. Машинознавство. 2003. №4. С. 23–26.

7. Федорак Р.М. Дифузійне залізнення та цементація титану. Металознавство та обробка металів. 1998. №4. С. 52–55.

8. Рутковський А. В., Маркович С.І., Михайлюта С.С. Аналіз напружено-деформованого стану іонноазотованих зразків із покриттям в умовах ізотермічної та термоциклічної повзучості. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2022. Вип. 6(37), ч. І. С. 3–9

9. Рутковський А.В., Маркович С.І., Михайлюта С.С. Теплостійкість іонноазотованих алюмінієвих сплавів при ізотермічному та термоциклічному впливі. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2020. Вип. 3(34). С. 72–81.

Copyright (c) 2023 А.В. Рутковський, С.І. Маркович, С.О. Магопець, В.С. Маркович