Page 11 - НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

9
ший ріст α-фази спостерігаємо у сплаві з вихідною β- та (α+β)-пластинчастою струк-
турами, що є негативним з точки зору міцнісних характеристик матеріалу: що біль-
ший бал зерна α-фази після термічного чи хіміко-термічного оброблення, то нижчі
механічні та втомні властивості матеріалу. Тому для забезпечення рівня поверхнево-
го зміцнення без помітного погіршення структурного стану титанової матриці пере-
вагу слід надати термодифузійному насиченню азотом сплаву ВТ22 з вихідною
α+β-глобулярною структурою.

а б в

г д е
Рис. 7. Мікроструктура матриці сплаву ВТ22 до (а-в) та після азотування за режимом R6 (г-е)
Отримані характеристики зміцненої поверхні після досліджуваних режимів азо-
тування забезпечують лише нижню межу регламенту ДП «АНТОНОВ» (див. рис. 6).
Подальше збільшення температури та подовження експозиції хоча і підвищать рі-
вень поверхневого зміцнення, однак провокуватимуть ріст зерна титанової матриці,
а, відтак, і втрати об’ємних характеристик сплаву. Тому для досягнення регламенто-
ваного поверхневого та об’ємного зміцнення сплаву ВТ22 азотування інтенсифіку-
вали, формуючи шляхом попереднього ХППД сплаву умови для полегшеної дифузії
азоту.

У п’ятому розділі показано ефективність деформаційно-дифузійного оброб-
лення титанового сплаву ВТ22.
Оскільки ефективність деформаційно-дифузійного оброблення залежить від те-
рмічної стабільності деформаційно зміцненого шару, то її оцінювали, базуючись на
порівнянні еволюції структурного стану деформованого поверхневого шару сплаву
після нагрівання до температури насичення (820°С) у вакуумі та в азоті. Для аналізу
використали мікроструктурний, дюрометричний та рентгеноструктурний методи
дослідження.
Згідно металографічного аналізу після ХППД формується сильно здеформова-
ний зміцнений шар із подрібненою структурою завтовшки близько 10 мкм. Після
нагрівання у вакуумі внаслідок рекристалізаційних процесів деформований шар із
подрібненою структурою практично зникає. Щодо нагрівання у середовищі азоту, то
наявний деформований шар і подрібнені зерна α-фази поблизу поверхні свідчать про
гальмування процесів рекристалізації (рис. 8). Процес рекристалізації деформованого
матеріалу за рахунок збільшення розмірів зерна повинен сприяти зменшенню пове-
рхневої мікротвердості. Однак поверхнева мікротвердість сплаву в обох випадках
зростає, причому найбільше під час нагрівання в азоті (рис. 9, а). Це свідчить про те,
що процеси твердорозчинного зміцнення елементами втілення (як азотом, так і кис-
нем) домінують над процесами рекристалізації.