ДИФУЗІЙНІ ПОКРИТТЯ ЗА УЧАСТІ АЛЮМІНІЮ НА ТЕХНІЧНОМУ ТИТАНІ
Лоскутова Т.В., доцент, Смокович І.Я., аспірант,
Бобіна М.М., доцент, Лиховей Д.І., студент, НТУУ «КПІ», м. Київ; Прозорова А.О., студент, СумДУ, м. Суми
Аналіз чинників виходу з ладу деталей машин, конструкцій, що виготовлені з титану та сплавів на його основі показує, що за більшість їх експлуатаційних властивостей несе відповідальність поверхневий шар матеріалу. Змінюючи фазовий склад і структуру поверхні можливо покращити експлуатаційні властивості виробів і значно підвищити надійність вузлів конструкцій та механізмів. Алітування – відомий процес хіміко – термічної обробки, який полягає в насиченні металів та сплавів алюмінієм з метою підвищення жаростійкості, корозійної та ерозійної стійкості.
Покриття наносили порошковим методом в середовищі хлору. Вироби завантажували в контейнер разом з насичуючою сумішшю наступного складу:10 % мас. А1, 87% мас. Al2O3 і 3,0 % мас. NH4Cl. Після цього контейнер герметизували, нагрівали до температури 1050°С та витримували протягом 4 годин в вакуумі.
Мікрорентгеноспектральним аналізом встановлено, що на зовнішній зоні покриття утворюється фаза, в якій розчиняється 49,9…19,2 % мас. алюмінію, 49,9…50,8 % мас. титану. По мірі просування вгиб покриття до границі розділу покриття – матриця вміст алюмінію знижується і складає 34,8…20,3% мас. При прийнятих умовах алітування спостерігається дифузія алюмінію в матрицю з утворенням шару твердого розчину в титані. Концентрація алюмінію становить 3,5%мас. за границею покриття і плавно знижується до основи. Глибина проникнення алюмінію в основу становить 50,0-70,0 мкм. Мікроструктурним аналізом встановлено, що дифузійний шар має сірий колір, в структурі якого можна виділити дві зони. Перша зона сірого кольору товщиною 25,0-26,0 мкм близька по складу до сполуки ТіА1. Безпосередньо до основи примикає суцільний шар на основі фази Ті3А1, товщиною 5,0-6,0 мкм. Зона твердого розчину алюмінію, яка розташована безпосередньо під зоною сполук не відрізняється структурно від зони основного сплаву. Мікротвердість зони сполук виявилась достатньо високою і досягла на зовнішній стороні покриття 10,0-8,0 ГПа, на внутрішніх зонах 8,0-7,0 ГПа.
Аналіз структури, фазового та хімічного складів отриманих алітованих покриттів свідчить про перспективність нанесення їх на поверхню виробів виготовлених з технічного титану марки ВТ1-0 з метою підвищення жаростійкості, корозійної стійкості, зносостійкості.
Робота виконана під керівництвом професора Хижняка В.Г.