Page 16 - НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ
P. 16
14
ВИСНОВКИ
У роботі представлено нове вирішення науково-технічної задачі підвищення
зносостійкості титанового сплаву ВТ22 шляхом інтенсифікації газового азотування
попереднім модифікуванням поверхневої структури холодним поверхневим пласти-
чним деформуванням. Найважливіші наукові та практичні результати:
1. Показано, що збільшення навантаження від 100 до 400 Н під час ХППД за-
безпечує підвищення рівня поверхневого зміцнення сплаву ВТ22 на 15%. За наван-
тажень вище 300 Н якість поверхні сплаву погіршується внаслідок деламінування з
наступним налипанням відлущеного матеріалу. Збільшення кількості проходів пок-
ращує якість оброблюваної поверхні, несуттєво впливаючи на рівень поверхневого
зміцнення. Рекомендовано здійснювати деформаційне поверхневе оброблення за на-
вантаження в 300 Н за 11 проходів, коли найвище поверхневе зміцнення забезпечу-
ється за найкращої якості зміцненої поверхні. Найефективніше процес реалізується
на сплаві з двофазною пластинчастою чи глобулярною структурами.
2. Розраховано кінетичні параметри (К , Q, А) газового азотування титанового
ρ
сплаву ВТ22 за температур 820 та 750°С. Доповнено низькотемпературний діапазон
температурної залежності параболічної константи швидкості азотування сплаву та
уточено енергію активації процесу та інші кінетичні константи азотування для ши-
рокого температурного діапазону (750…950°С).
3. Встановлено вплив вихідного структурного стану сплаву ВТ22 на фізико-
механічні властивості поверхневого зміцненого шару після суміщеного зі ЗТО азо-
тування. Для сплаву з вихідною (α+β)-глобулярною та β-структурами рівень повер-
хневого зміцнення вищий, ніж для сплаву з вихідною (α+β)-пластинчастою. Найсп-
риятливішою вихідною структурою для суміщеного зі ЗТО азотування є
(α+β)-глобулярна структура, яка забезпечує високий рівень поверхневого зміцнення
сплаву ВТ22 без помітного погіршення структури його матриці.
4. Підтверджено термічну стабільність деформаційно зміцненого шару в умовах
насичення азотом до 820°С. Про це свідчить домінування процесів твердорозчинно-
го зміцнення азотом над процесами рекристалізації, що підтверджується збережен-
ням подрібненої структури та фізико-механічних характеристик поверхневого дефо-
рмованого шару.
5. Попереднє подрібнення поверхневого шару ХППД під час деформаційно-
дифузійного оброблення інтенсифікує процеси термодифузійного насичення азотом
сплаву ВТ22, що забезпечує на 50% вищу поверхневу мікротвердість та на 30% гли-
бший зміцнений шар в порівняні з суміщеним зі ЗТО азотуванням без попереднього
поверхневого деформування.
6. На основі результатів трибологічних випробувань показано, що деформацій-
но-дифузійне оброблення вдвічі підвищує зносостійкість титанового сплаву ВТ22 по
відношенню до сплаву після азотування без попереднього поверхневого деформу-
вання. У трибопарі з бронзою БрАЖН 10-4-4 деформаційно-дифузійне оброблення
сплаву забезпечує нижчі значення коефіцієнта тертя та температури в околі зони те-
ртя порівняно з суміщеним зі ЗТО азотуванням (0,1 проти 0,15 та 24°С проти 29°С,
відповідно), що вказує на кращі триботехнічні характеристики трибопари.
7. Результати випробувань тимчасового опору руйнування показали, що міц-
ність і пластичність зразків сплаву ВТ22 після деформаційно-дифузійного оброб-
лення підвищується на 6 та 16%, відповідно. Результати випробувань обертовим