Исследование структурно-фазового состояния титана и алюминия, подвергнутых комбинированной электронно-ионно-плазменной обработке : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель В. И. Шиманский

Abstract

Объектами исследования являлись образцы титана (сплав ВТ1-0) и алюминия (сплав А7), обработанные компрессионными плазменными потоками с предварительным ионно-плазменным азотированием при температурах 600 – 700 °С и нанесением покрытия нитрида циркония ZrN. Целью данной работы являлось установление особенностей элементного и фазового состава, а также механических свойств поверхностных слоев системы «азотированный металл/ZrN», подвернутых воздействию компрессионных плазменных потоков. В работе применялись следующие методы исследования – растровая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, рентгеноструктурный анализ, измерение микротвердости по методике Виккерса, проведение трибологических испытаний. В результате проведенных исследований обнаружено, что ионно-плазменное азотирование титана и алюминия при температурах 600 – 700 °С приводит к формированию дополнительных упрочняющих фаз – нитридов титана Ti2N и TiN или интерметаллидов на основе алюминия Al13Cr2 и Al13Fe4. Образование интерметаллидов на основе железа и хрома происходит ввиду предварительного осаждения соответствующих покрытий для повышения эффективности процесса азотирования. В результате воздействия компрессионными плазменными потоками на азотированные слои титана и алюминия с предварительным осаждением покрытия нитрида циркония ZrN происходит формирование легированного слоя и образование композиционной структуры, характеризующейся повышенной микротвердостью и износостойкостью. Подтверждена гипотеза, выдвинутая в качестве научной идеи проекта, состоящая в том, что предварительное упрочнение поверхности исследуемых материалов, нанесение нитридного покрытия и последующее высокоэнергетическое воздействие обеспечивает улучшение прочностных и трибологических характеристик поверхности, что особенно актуально для легких сплавов.