Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js

Лазерне поверхневе зміцнення жаростійкого титанового стопу для газотурбінних двигунів

В. В. Гіржон1, О. В. Смоляков1, О. В. Овчинников2, О. М. Завгородній2

1Запорізький національний університет, вул. Жуковського, 66, 69600 Запоріжжя, Україна
2Національний університет «Запорізька політехніка», вул. Жуковського, 64, 69063 Запоріжжя, Україна

Отримано: 30.11.2021; остаточний варіант - 03.03.2022. Завантажити: PDF

Методами рентґенівського фазового та металографічного аналізів досліджено структурно-фазовий стан поверхневих шарів жаростійкого двофазного титанового стопу ВТ-8 після лазерної обробки в різних газових середовищах. Встановлено, що лазерне обтоплення в атмосферах арґону, азоту та повітря призводить до структурних змін у поверхневих шарах, внаслідок чого відбувається зростання їхньої мікротвердості. Показано, що у разі лазерної обробки в атмосфері арґону відбувається повне поліморфне βα-перетворення за мартенситним механізмом, що разом зі зростанням ступеня дисперсності структури призводить до підвищення значень мікротвердості з 2,99 ГПа до 5,62 ГПа. Під час лазерного обтоплення в атмосферах азоту та повітря зміна мікротвердості оброблених поверхонь відбувається внаслідок комплексного впливу декількох факторів: підвищення ступеня дисперсності структури, утворення високоміцних кубічних нітридів титану типу TiN та формування пересичених твердих розчинів втілення Нітроґену та Оксиґену у ґратниці α-титану. Перераховані чинники викликають зростання мікротвердості поверхневих шарів зони лазерного обтоплення до 7,82 ГПа (в атмосфері азоту) та 6,56 ГПа (в атмосфері повітря).

Ключові слова: лазерна обробка, зона обтоплення, мартенситне перетворення, мікротвердість, фазовий склад.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i03/0383.html

PACS: 61.80.Ba, 62.20.Qp, 64.60.My, 81.30.Kf, 81.40.Gh, 81.65.Lp


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. G. D. Revankar, R. Shetty, S. S. Rao, and V. N. Gaitonde, J. Mater. Res. Technol., 6, No. 1: 13 (2017). Crossref
  2. D. Nolan, S. W. Huang, V. Leskovsek, and S. Braun, Surf. Coat. Technol., 200: 5698 (2006). Crossref
  3. A. Zhecheva, S. Malinov, and W. Sha, Surf. Coat. Technol., 201: 2467 (2006). Crossref
  4. V. M. Fedirko and I. M. Pohrelyuk, Azotuvannya Tytanu ta Yoho Splaviv (Kyiv: Naukova Dumka: 1996) (in Ukrainian).
  5. V. M. Fedirko, I. M. Pohrelyuk, and O. I. Yas’kiv, Termodyfuziyne Bahatokomponentne Nasychennya Tytanovykh Splaviv (Kyiv: Naukova Dumka: 2010) (in Ukrainian).
  6. I. M. Pohrelyuk, M. V. Kindrachuk, and S. M. Lavrys’, Mater. Sci., 52: 56 (2016). Crossref
  7. O. M. Ivasishin, P. E. Markovsky, and E. I. Sharipov, Int. J. Mater. Prod. Technol., 8, No. 2–4: 204 (1993).
  8. O. M. Yvasyshyn, P. E. Markovskyy, V. L. Svechnykov, A. P. Krasavyn, and S. P. Oshkaderov, Fizika Metallov i Metallovedeniye, 2: 98 (1990) (in Russian).
  9. P.E. Markovsky, Mater. Sci. Eng. A, 190: L9 (1995). Crossref
  10. V. F. Bashev, O. E. Beletskaya, N. A. Korovina, N. A. Kutseva, and A. A. Lysenko, Phys. Chem. Solid State, 6, No. 1: 141 (2005) (in Ukrainian).
  11. B. Courant, J. J. Hantzpergue, L. Avril, and S. Benayoun, J. Mater. Process. Technol., 160, No. 3: 374 (2005). Crossref
  12. Y. Tian, C. Chen, S. Li, and Q. Huo, Appl. Surf. Sci., 242, Nos. 1–2: 177 (2005). Crossref
  13. V. V. Girzhon, O. V. Smolyakov, and O. F. Zdorovets, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 4: 507 (2017) (in Russian). Crossref
  14. V. V. Girzhon, V. V. Yemelianchenko, O. V. Kushch, and I. O. Bykov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 4: 553 (2020) (in Ukrainian). Crossref
  15. U. Zwicker, Titan und Titanlegierungen (Springer Verlag: 2013).
  16. H. A. Wriedt and J. L. Murray, Bull. Alloy Phase Diagrams, 8, No. 4: 378 (1987). Crossref
  17. H. Okamoto, J. Phase Equilib., 8, No. 5: 473 (2011). Crossref
  18. A. A. Il’in, B. A. Kolachev, and I. S. Pol’kin, Titanovye Splavy. Sostav, Struktura, Svoystva (VILS–MATI: 2009) (in Russian).
  19. V. V. Girzhon, O. V. Smolyakov, and T. A. Dmitrenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 8: 1087 (2017) (in Russian). Crossref
  20. V. G. Samsonov, Nitridy (Kyiv: Naukova Dumka: 1969) (in Russian).