Page 44 - Thesis_Lavrys

44

перитектичною реакцією α+δ↔ε за температур 1000…1100 °C та має вузьку

область гомогенності (6,8…8,9 мас. % азоту). А в роботі [115] стверджується,

що область гомогенності Ti N знаходиться в концентраційному інтервалі
2
31…33 ат. % азоту.

Для азотування титану найчастіше використовується технічний азот,

який очищений від кисню і вологи. Також, як азотовмісну атмосферу, можна

використовувати аміак. Процес азотування не проводитися на повітрі,

оскільки титан має тенденцію швидше реагувати з киснем, аніж з азотом і

переважно формувати оксидну плівку ТіО до формування TiN та Ti N, що
2
2
гальмує дифузію азоту в глиб матеріалу [91]. Під час газового азотування

деталі завантажуються у піч з контрольованою газовою атмосферою.

Виходячи з практики газового азотування, забруднення робочої суміші газів

киснем дуже важко контролювати. Всі переробні газові суміші, що

використовувалися в азотуванні попередньо, мають певний рівень кисневих

домішок у вигляді кисню газу або водяної пари. Тому газоподібну
азотовмісну суміш висушують та звільняють від кисню, пропускаючи через

капсулу з силікагелем та нагріту на ~50°С вище температури насичення
титанову стружку або порошок Al O . Температура робочої камери печі
3
2
контролюється термопарою. Робочий газ в печі може знаходитися під тиском
або ж процес азотування може проходити у його потоці [113].

Формування азотованих шарів на титанових сплавах є складним
процесом і включає в себе кілька реакцій, що відбуваються на межі між

газовим середовищем та металом. Згідно роботи [95, 116], запропоновано

спрощену фізичну модель утворення та росту азотованих шарів під час

газового азотування титану. Якщо титан знаходиться в активному

середовищі, що містить азот, за високої температури, то передача азоту

відбувається з газового середовища до твердої речовини. Азот, що

поглинається поверхнею, дифундує в титан, і утворює перенасичений

твердий розчин азоту в α-Ті (рис. 1.10), тобто формується дифузійна зона

α-Ті(N). Цей процес триває до тих пір, поки титан може розчиняти азот на