Імпульсне плазмове азотування промислово-чистого титану ВТ1-0 методом жеврійного розряду

Г. П. Болотов$^{1}$, О. В. Філатов$^{2,3}$, М. Г. Болотов$^{1}$, О. О. Новомлинець$^{1}$

$^{1}$Національний університет «Чернігівська Політехніка», вул. Шевченка, 95, 14035 Чернігів, Україна
$^{2}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{3}$Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського, просп. Берестейський, 37, 03056 Київ, Україна

Отримано: 10.01.2025; остаточний варіант - 07.04.2025. Завантажити: PDF

Досліджено поверхневе зміцнення технічно чистого титану ВТ1-0 плазмовим азотуванням у жеврійному розряді постійного струму, що ініціюється як в імпульсному, так і в стаціонарному режимах його горіння. Експерименти проводили в середовищі чистого азоту за тиску в реакторі у 150 Па і температури у 450°C і 550°C зі зміною тривалости оброблення від 3 до 9 годин. Показано, що в цих умовах плазмового азотування імпульсний жеврійний розряд забезпечує більш високий зміцнювальний ефект із твердістю поверхневого шару, яка на 15–25% перевищує твердість, одержану в постійному жеврійному розряді, і в 2–5 разів перевищує твердість поверхні контрольного (необробленого) зразка. Виявлено, що збільшення шпаруватости від 40 до 80% за частоти ланцюга імпульсів у 1 кГц під час плазмового азотування в імпульсному жеврійному розряді приводить до підвищення мікротвердости поверхні титану на 25–30%.

Ключові слова: плазмове азотування, технічно чистий титан, аномальний жеврійний розряд постійного струму, імпульсний жеврійний розряд, модифікування поверхні.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i09/1003.html

PACS: 52.50.-b, 52.77.-j, 52.80.Hc, 52.80.Vp, 62.20.Qp, 66.30.je, 81.65.Lp

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

Arr. Edrisy and K. Farokhzadeh, Progress in Physical States and Chemical Reactions (InTech: Apr. 20, 2016).
R. Sitek, J. Kamiński, and B. Adamczyk-Cieślak, Metallogr. Microstruct. Anal., 11: 852–863 (2022).
M. Bolotov, G. Bolotov, S. Stepenko, and P. Ihnatenko, Appl. Sci., 11, No. 4: 1765 (2021).
G. P. Bolotov and M. G. Bolotov, Proc. of 2017 IEEE 37th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO) (Kyiv, Ukraine, 2017), p. 365.
M. G. Bolotov and G. P. Bolotov, Proc. of 2019 IEEE 39th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO) (Kyiv, Ukraine, 2019), p. 578.
M. G. Bolotov and G. P. Bolotov, Proc. of 2019 IEEE 2nd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON) (Lviv, Ukraine, 2019), p. 497.
V. Efimova, V. Hoffmann, and J. Eckert, Anal. At. Spectrom., 26: 784 (2011).
M. G. Bolotov, G. P. Bolotov, and M. M. Rudenko, Progr. Phys. Met., 25, No. 1: 74 (2024).
H. Yilmazer, S.Yilmaz, and M. E. Acma, Defect and Diffusion Forum, 283–286: 401 (2008).
A. S. Darmawan, P. I. Purboputro, B. Sugito, B. W. Febriantoko, and T. Sujitno, AIP Conf. Proc., 2727, Iss. 1: 030002 (2023).
M. Pilarska and T. Frączek, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 85, No. 1: 21 (2017).
T. Frączek, M. Olejnik, and A. Tokarz, Metalurgija, 48, No. 2: 83 (2009).
M. Naeem and M. Waqas, Surf. and Coat. Technol., 300: 67 (2016).
C. Alves, J. Rodrigues, and A. E Martinelli, Surf. and Coat. Technol., 122, Iss. 2–3: 112 (1999).
K. Szymkiewicz, J. Morgiel, Ł. Maj, M. Pomorska, M. Tarnowski, O. Tkachuk, I. Pohrelyuk, and T. Wierzchon, J. Alloys Compd., 845: 156320 (2020).
O. Gul, N.Y. Sari, and T. Sinmazcelik, Acta Phys. Pol., 125, No. 2: 491 (2014).
J. R. Deepak, V. K. Bupesh Raja, J. S. Kumar, S. Thomas, and T. R. Vithaiyathil, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 197: 012065 (2017).
J. Morgiel, Ł. Maj, K. Szymkiewicz, M. Pomorska, P. Ozga, D. Toboła, M. Tarnowski, and T. Wierzchoń, Appl. Surf. Sci., 574: 151639 (2022).
W. D. Davis and T. A. Vanderslice, Phys. Rev., 131: 219 (1963).
G. Miram, L. Ives, M. Read, R. Wilcox, M. Cattelino, and B. Stockwell, Proc. of Fifth IEEE International Vacuum Electronics Conference (IEEE Cat. No.04EX786) (Monterey, CA, USA, 2004), p. 303.