Методи модифікування поверхневого шару елементами втілення (киснем, азотом) для підвищення властивостей титанових сплавів

Номер роботи - M 17 ДОПУЩЕНА ДО УЧАСТІ

Представлено Фізико-механічним інститутом імені Г.В. Карпенка НАН України.

Автор: Ткачук О.В., к.т.н., Труш В.С., к.т.н., Проскурняк Р.В. 

Авторами одержано нове вирішення важливої науково-технічної задачі – підвищення функціональних властивостей титанових сплавів модифікуванням поверхневого шару елементами втілення (киснем, азотом) за термодифузійного насичення з контрольованого газового середовища.

Встановлено вплив нестехіометрії нітриду титану на ступінь його модифікування киснем та параметрів кисневмісного середовища на фазовий склад і характеристики поверхневих шарів титанових сплавів після оксинітрування. Вивчено триботехнічну поведінку титанових сплавів після оксинітрування. Виявлено особливості корозійної поведінки нітридних та оксинітридних шарів в агресивних середовищах та фізіологічних розчинах.

Вперше встановлено ефект підвищення довговічності титанових сплавів за циклічних і статичних навантажень при формуванні модифікованого киснем поверхневого шару заданих параметрів. Виявлено фізичну природу явища підвищення втомних властивостей титану при модифікуванні поверхневого шару киснем. Розроблено спосіб модифікування поверхневого шару титанових сплавів киснем, який забезпечує підвищення їх втомної та довготривалої міцності на 15...30 % та 10…15 %, відповідно.

Розроблено способи оксинітрування для підвищення зносо- та корозійної тривкості титанових сплавів, які порівняно з відомими способами однокомпонентного насичення (азотування) забезпечують трьохкратне зменшення інтенсивності зносу пари оксинітрований титан – сталь та зменшення на порядок швидкості корозії у 40%-му водному розчині сульфатної кислоти.

Розроблено та впроваджено у виробництво на ДП “АНТОНОВ” технологію “Вакуумна термічна обробка зварних деталей з однофазних титанових сплавів ВТ1-0 і ПТ-7М” та технологічну інструкцію на її застосування. Запропонована технологія у порівнянні з існуючими забезпечує підвищення на 20…30 % довговічності тонкостінних виробів з титанових сплавів.

Кількість публікацій: 41, в т.ч. 27 статей, 10 тез доповідей. Загальна кількість посилань на публікації авторів складає 26 (згідно з базою даних Scopus), h- індекс = 5 . Новизну та конкурентоспроможність технічних рішень захищено 4 патентами.