Разработка ионно-плазменных покрытий на основе нитридов и карбидов переходных металлов с регулируемой стехиометрией

• Автор: Сайдахмедов, Равшан Халходжаевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 259 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Физико-химические основы создания ионно-плазменных покрытий на режущем инструменте
1.1. Основные принципы разработки ионно-плазменных покрытий с заданными свойствами для режущего инструмента
1.2. Влияние физико-химических свойств карбидов и нитридов переходных металлов на работоспособность режущего инструмента с ионно-плазменными покрытиями на их основе. Роль нестехио-

метрии в формировании свойств покрытий

Выводы по главе

2. Исследование структуры, состава и свойств ионно-плазменных покрытий на основе нитридов титана, циркония, ванадия и хрома..
2.1. Анализ взаимодействия титана и циркония с азотом. Состав, структура и свойства фаз
2.2. Принципы моделирования процесса ионно-плазменного напыления покрытий на основе карбидов и нитридов переходных металлов
2.3. Исследование структуры, фазового, химического состава и свойств покрытий на основе нитридов титана. Влияние нестехио-
етрии на свойства покрытий
.ч. Исследование структуры, фазового и химического состава покрытий на основе нитридов циркония. Влияние нестехиометрии на свойства нитрида циркония
2.5. Исследование структуры, фазового, химического состава и свойств покрытий на основе нитридов ванадия. Влияние несте-

хиометрии на свойства нитрида ванадия
2.6. Исследование структуры, фазового, химического состава и
свойств покрытий на основе нитридов хрома
Выводы по главе
3. Исследование структуры, фазового и химического состава ионноплазменных покрытий на основе карбидов титана и циркония
3.1. Исследование структуры, фазового и химического состава покрытий на основе карбида титана. Влияние нестехиометрии на свойства карбида титана
3.2. Исследование структуры, фазового и химического состава покрытий на основе карбида циркония. Влияние нестехиометрии на
свойства карбида циркония
Выводы по главе
4, Исследование структуры, состава и свойств многокомпонентных покрытий на основе нитридов титана, ванадия и хрома. Влияние легирования на физико-химические свойства покрытий
4.1. Исследование влияния легирования на фазовый и химический состав многокомпонентных покрытий на основе нитридов титана и хрома
4.2 Исследование влияния легирования на фазовый и химический состав многокомпонентных покрытий на основе нитридов ванадия и
хрома
"плуатационные свойства многокомпонентных ионноплазменных покрытий на основе нитридов титана, хрома и ванадия
4.4. Прогнозирование износостойкости инструмента с покрытиями на основе карбидов и нитридов переходных металлов
4.5. Исследование адгезии ионно-плазменных покрытий со сталью

склерометрическим методом
Выводы по главе
5. Расчетно-экспериментальное исследование остаточных напряжений в ионно-плазменных покрытиях. Влияние нестехиометрического состава фаз на напряженное состояние в системе «покрытие-подложка»
Выводы по главе
6. Разработка технологических процессов нанесения ионноплазменных покрытий на основе нитридов и карбидов титана,
циркония, ванадия и хрома
Выводы по главе
Общие выводы
Список использованных источников
Приложения
цррг*

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, СОСТАВА И СВОЙСТВ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ НИТРИДОВ ТИТАНА, ЦИРКОНИЯ, ВАНАДИЯ И ХРОМА
2Л. Анализ взаимодействия титана и циркония с азотом.
Состав, структура и свойства фаз
Азот с р и а титаном образуют сплавы типа твердых растворов внедрения. По отношению к титану азот является а-стабилизатором, повышающим температуру полиморфного превращения ([3 >сх) титана. Азот с титаном образуют перитектические системы простейшего типа. Азот повышает температуру плавления титана. Азот с титаном образуют верхние перитектику и имеют со>1 (ю-критерий распределения легирующего элемента в твердом сплаве).
На рис. 2.1 показана диаграмма состояния системы Ті-Н. Как показывает диаграмма (см. рис. 2.1) температура плавления нитрида титана ТІК равно 2950 °С. Перитектическая реакция а + жидк.—»(3 происходит при 2020°С с образованием (3-фазы, содержащей 1,9 % N [27,28].
Присадка азота стабилизирует а-Ті, а твердый раствор а с содержанием 7,1% N образуется в результате перитектической реакции (перитектиче-ским называется такое превращение, при котором жидкая фаза взаимодействует при постоянной температуре с ранее выпавшими кристаллами твердой фазы и при этом образуется новый вид кристаллов [29]) между жидкостью содержащей 5,1% ЕГ, и 5-фазой (твердый раствор на основе ТіІЧ) при 2350 °С. Промежуточная в-фаза образуется в результате перитектоидной реакции между а- и 5-твердыми растворами между 1000 и 1100 °С. По стехиометрическому составу в-фазе могут соответствовать соединения ТЛЦ (6,8%1Ч) и Ті31Ч (8,9%И) [28]. За двухфазной областью а + 5 (твердый раствор на основе ТіІХ) по мере роста концентрации азота в 5-фазе температура начала плавления