Вплив термодифузійних покривів на механічні властивості титанового сплаву ВТ14

Abstract

Досліджено вплив різних близьких за морфологією та розміром функціональних покривів (оксидних, нітридних, карбонітридних, карбооксидних), сформованих термодифузійним насиченням, на механічні властивості (короткочасну міцність, пластичність, схильність до сповільненого руйнування, втомну довговічність за малоциклового та обертового згинів) високоміцного термічно зміцнюваного титанового (α+β)сплаву ВТ14 (Ti–3,5…6,3% Al–2,5…3,8% Мо–0,9…1,9% V). Виявлено, що за подібної морфології модифікованого шару на механічні властивості найменше впливає двокомпонентний оксидний покрив, а вплив усіх покривів суттєво залежить від розмірного фактора (відносної частки металу, зайнятої модифікованим шаром, до робочого перерізу). Багатокомпонентні покриви на основі потрійних сполук втілення (карбонітридів, карбооксидів) забезпечують вищі міцнісні характеристики за порівнянних опору втомі та пластичності.

Исследовано влияние различных, близких по морфологии и размеру, функциональных покрытий (оксидных, нитридных, карбонитридных, карбооксидных), сформированных термодиффузионным насыщением, на механические свойства (кратковременную прочность, пластичность, склонность к замедленному разрушению, усталостную малоцикловую долговечность и при изгибе с вращением) высокопрочного термически упрочняемого титанового (α+β)-сплава ВТ14 (Ti–3,5...6,3% Al–2,5...3,8% Мо–0,9...1,9% V). Показано, что при идентичной морфологии модифицированного слоя наименьшее влияние на комплекс механических свойств оказывает двухкомпонентное оксидное покрытие. Степень влияния всех покрытий определяется размерным фактором (относительной долей металла, занятого модифицированным слоем, к общему сечению). Многокомпонентные покрытия на основе тройных фаз внедрения (карбонитриды, карбооксиды) по сравнению с бинарными (оксиды, нитриды) обеспечивают более высокие прочностные характеристики при соизмеримых показателях сопротивления усталости и пластичности.

The influence of different functional coatings (oxide, nitride, carbo-nitride, carbo-oxide) similar in morphology and size, formed by thermal diffusion saturation, on mechanical properties (short-term strength, plasticity, susceptibility to delayed fracture, fatigue lowcycle durability and under rotating bending) of high-strength ВТ14 titanium (α+β)-alloy (Ti–3.5... 6.3% Al–2.5...3.8% Мо–0.9...1.9% V) was investigated. It is shown that for the modified layer with a similar morphology, the two-component oxide coating has the least effect on its mechanical properties. The effect of all coatings is determined by the size factor (the relative proportion of the employed metal covered by the modified layer to the total cross section). Multicomponent coatings based on triple-phase implementation (carbo-nitrides, carbo-oxides) in comparison with the binary ones (oxides, nitrides) provide a higher level of strength properties with comparable rates of fatigue resistance and reduced ductility.