CC BY
22XVII Всероссийская с международным участием школа - семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых имени академика А.Г. Мержанова
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ИОННОЕ АЗОТИРОВАНИЕ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ С УМЗ СТРУКТУРОЙ
Николаев А.А. аспирант, Хусаинов Ю.Г.
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа,
alnikolaev. usatu@gmail. com
DOI: 10.24411/9999-004A-2019-10038
В настоящее время титановые сплавы занимают важное место среди современных конструкционных материалов, благодаря уникальному сочетанию физических, механических и технологических свойств. Однако, титановые сплавы имеют низкую твердость и, как следствие, неудовлетворительную износостойкость поверхности, а также склонность к налипанию в узлах трения.
Одним из перспективных направлений повышения прочности конструкционных материалов является интенсивное пластическое деформирование (ИПД). Несмотря на высокие физико-механические свойства УМЗ титановых сплавов, поверхность деталей, работающих в условиях контактных нагрузок подвергаются интенсивному изнашиванию.
Однако, традиционное ионное азотирование титановых сплавов осуществляют в области высоких температур (850-950 °С) при длительной выдержке (24-48 часов), что неизбежно приводит к снижению механических свойств основы материала в результате полиморфных (a^ß) превращений. Кроме того, при таких термических воздействиях в принципе невозможна обработка титановых сплавов с УМЗ структурой т.к. уже при температуре ~500 °С и выше происходит рост зерен из-за протекания процессов рекристаллизации. Следовательно, для предотвращения роста структурных составляющих и сохранения эксплуатационных характеристик материала ионное азотирование титанового сплава необходимо осуществлять в области низких температур (450-500 °С).
В данной работе исследовано влияние ионного азотирования на микротвердость, структуру и износостойкость титанового сплава ВТ6 в УМЗ состоянии. Показано что, азотирование при температуре выше 500 °С приводит к деградации УМЗ структуры и росту зерна. Оптимальными температурами обработки для титановых сплавов с УМЗ структурой являются 450-500 °С. Установлено, что предварительно созданная УМЗ структура в титановом сплаве позволяет повысить глубину упрочненного слоя на ~ 50% после ионно-плазменного азотирования в тлеющем разряде. Показано, что низкотемпературное ионное азотирование повышает износостойкость на 18%.
