Структурно-фазовое состояние диффузионной зоны и закономерности развития деформационных процессов в азотированном никелиде титана

• Автор: Тимкин, Виктор Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.01, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 228 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Фазовые превращения в сплавах на основе ннкелида титана.

1.1. Диаграмма состояний сплавов ТМ вблизи эквиатомного состава

1.2. Бсздиффузионные превращения в двойных сплавах на основе Тч

1.3. Влияниепримесей внедрения на мартенситные превращения в ТИ.

1.4. Влияние деформаций различного типа на мартенситные превращения в сплавах на основе ТИ.
1.5. Современные представления физической мезомеханики структурно неоднородных сред о влиянии поверхностпоупрочняющих диффузионных слоев с модифицированной структурой на закономерности развития деформации и эволюцию микроструктуры слоистых гетерогенных материалов.

2. Формирование гетерогенных диффузионных зон в металлах и сплавах при азотировании.

2.1. Основные физикохимические процессы, протекающие при азотировании .

2.2. Закономерности изменения фазового состава и структуры фаз в диффузионной зоне металлов и сплавов при азотировании
2.3. Влияние газового азотирования в атмосфере аммиака на структуру и свойства никелида титана.
3. Постановка задачи. Материалы и методы исследования
3.1. Постановка задачи.
3.2. Материалы и методика исследования.
4. Фазовый состав и морфология фаз эквиатомного никелида титана после ионного азотирования.
4.1. Микроструктура нитридного слоя в азотированном никелиде титана
4.2. Распределение микротвердости по глубине диффузионной зоны азотированного ТМ в зависимости от длительности азотирования.
4.3. Изменение фазового состава по сечению диффузионной зоны после изотермического ионного азотирования
4.4. Качественный анализ изменения химического состава В2 фазы по сечению диффузионной зоны
4.5. Исследование распределения химических элементов в поверхностном слое азотированного ТПП.
5. Структура и мартенситные превращения в никелидс титана после
азотирования в объемной плазме тлеющего разряда, генерируемой накаленным катодом при пониженном давлении атмосферы чистого азота
5.1. Фазовый состав диффузионной зоны в ТТ после азотирования в атмосфере чистого азота
5.2. Мартенситные превращения в диффузионной зоне образцов никелида титана, азотированных в атмосфере чистого азота
6. Закономерности процесса деформирования и эволюции структуры на микро и мезомасштабном уровнях в азотированном никелиде гнтана
6.1. Основные закономерности развития деформации никелида титана в зависимости от длительности ионного азотирования.
6.2. Особенности микроструктуры различных масштабных уровней в азотированных образцах ПЬИ после их деформации растяжением.
6.3. Эволюция структуры азотированного ГПЫ1 в процессе развития пластической деформации в зависимости от длительности азотирования.
6.3.1. Неазотированный образец Ш
6.3.2. Исследование поверхности азотированного образца 1 час, К в процессе деформации
6.3.3. Исследование азотированного образца 1 час, К в поперечном сечении в процессе деформации
6.3.4. Исследование азотированного образца 4 часа, К в поперечном сечении в процессе деформации
6.4. Влияние длительности азотирования на мартенситные превращения и
эффект памяти формы в никслиде титана
Выводы.
Список литературы


В отожженных сплавах с избытком атомов никеля относительно эквиатомного состава последовательность МП уже другая, рис. В2 Я Я В В 1. Ромбоэдрическая фаза формируется практически во всем объеме образцов, а при дальнейшем охлаждении образуется моноклинная структура. В тех же, но закаленных сплавах, рис. Яфазы наблюдается в остаточной В2 фазе внутри двухфазной области В2 В непосредственно вблизи Мк. Из рис. Т, рис. Т2 ,полностью завершается при повышенных температурах вблизи К, при Т К состав В2фазы практически не меняется. Однако эти сплавы чувствительны к термоциклированию через интервал МП, в результате чего температура Мц быстро уменьшается, а Тя практически не меняется или слабо увеличивается. Это приводит к смене последовательности М1 с 1. В качестве основной причины, ответственной за понижение Мн при термоциклировании сплавов Ть, обогащенных атомами титана, рассматривается фазовый наклеп , обусловленный накоплением в рфазе ТчП дефектов кристаллического строения. Таким образом, в литературе сложилось представление о том, что МП в сплавах ТЧт является сложным иерархическим процессом. В сплавах Т0. В2фазы можно менять последовательность МП, и в широких интервалах и с заданной точностью варьировать их температуры, температурные интервалы и гистерезис . Газовое отжиг в атмосфере аммиака или азота или ионное азотирование с целью формирования на поверхности сплавов на основе покрытия из нитрида титана проводится при температурах, где уже достаточно высока диффузионная подвижность атомов 0 К. В этих условиях неизбежна диффузия атомов азота от поверхности вглубь образцов. В результате свойства исходного сплава в подслое, непосредственно примыкающем к покрытию, будут изменяться. Данные относительно, влияния легирования примесями внедрения, каковыми являются азот, кислород и углерод, до настоящего времени немногочисленны. Обнаружено, что их присутствие приводит к возрастанию твердости, упрочнению и увеличению хрупкости сплавов на основе никелида титана , , . Растворимость О2, 2 и С в В2 фазе сплавов на основе ТПчП очень мала. Надежных данных об их предельной растворимости при образовании соответствующих твердых растворов в настоящее время нет. Даже незначительное присутствие этих примесей внедрения менее 23 вес. ТЮ, ТЮ2 иили ТС4МЬМ, О, С. При их концентрации в сплавах на основе ТСЭД менее К1 вес. В2 фазы, а в сплавах с более высоким содержанием примесей внедрения и в теле зерен В2 фазы , . Объемная доля выделений с высоким содержанием 2, , или С увеличивается с ростом общего содержания примесных элементов в сплаве. Наиболее исследованы сплавы с углеродом . Обнаружено, что даже при малом содержании углерода в сплавах выделяется монокарбид НС. В сплавах с повышенным содержанием кислорода , иили азота обнаружено формирование выделений типа Тм2Х X азот, кислород с ГЦК структурой типа ТЬМ. Параметр решетки а фаз ТЦМгХ, где X элемент внедрения, отличается от параметра решетки ТЫ1 очень незначительно например, для ТЦ2Ы я,А, а для чистой фазы ТьМ а 1, А . Присутствие примесей внедрения приводит, как правило, к понижению температуры появления мартенсита В, Мн, при охлаждении. В частности зависимость Мц от содержания кислорода приведена на рис. Оценки показывают, что влияние присутствия примесей внедрения на температуру начала превращения в моноклинный мартенсит В при охлаждении в основном связано с увеличением содержания никеля в В2 фазе в результате формирования карбида ТС или фаз. ТГ,МХ. Этот вывод подтверждается тем, что соответствующей коррекцией содержания титана добавка чистого титана с учетом смещения состава В2 фазы приизготовлении сплава можно избежать понижения Мн при увеличении содержания примеси внедрения . В2 фазе , , однако оценка этого вклада затруднена изза отсутствия данных, как указано выше, о предельной растворимости этих элементов. Данные о закономерностях влияния повышенного содержания примесей внедрения на мартенситное превращение В2 Я в литературе отсутствуют. Рис. Зависимость температуры начала мартенситного перехода Мн титановых сплавов от содержания кислорода .