СТРУКТУРА И МИКРОТВЕРДОСТЬ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ПОСЛЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПОВЕРХНОСТНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ

Предложена комплексная технология поверхностного упрочнения титановых сплавов, основанная на сочетании поверхностного легирования бором и углеродом, электромеханической обработки (ЭМО) и безабразивной финишной ультразвуковой обработки (БУФО). Представлены результаты исследования микротвердости и особенностей структурно-фазового состояния поверхностного слоя титанового псевдо-α-сплава типа 5В после различных комбинаций обработок (ЭМО, БУФО, поверхностное легирование). Показано, что для различных схем упрочнения достигается повышение микротвердости поверхности обработанного материала до 30 – 40 %. При этом наибольший эффект наблюдается при использовании в ходе обработок ЭМО + БУФО в качестве обмазки мелкодисперсного порошка литейного графита в комбинации с органическим связующим. Увеличение микротвердости обеспечивается упрочнением за счет интенсивной пластической
деформации металла, измельчением зерна (с 50 до 1 мкм) при фазовых превращениях, а также формированием мелкодисперсных упрочняю щих боридов и карбидов титана (содержание которых в поверхностном слое достигает 1,88 и 0,46 % соответственно).

1. Noli F., Misaelides P., Riviere J.-P. Enhancement of the corrosion resistance of a Ti-based alloy by ion-beam deposition methods. Nucl. Instr. and Meth. In: Physics Research. Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2009, Vol. 267, pp. 1670.

2. Guseva M.I., Martynenko Yu.V., Smyslov A.M. Deep modifi cation of titanium alloy by ionic implantation. Russian Metallurgy (Metally). 2000, no. 3, pp. 114–119.

3. Gokul Lakshmi S., Tamilselvi S., Rajendran N., Arivuoli D. Effect of N + ionimplantation on the corrosion behavior of Ti-6Al-7Nb and Ti-5Al-2Nb-1Ta orthopaedic alloys in Hanks solution. J. of applied electrochemistry. 2004, Vol. 34, no. 3, pp. 271–276.

4. Sharkeev Yu.P., Kukareko V.A., Eroshenko A.Yu., Kuchina A.S., Belyi A.V., Bataev V.A., Smirnov A.I., Veselov S.V. Ion implantation as an increase method of titanium fatigue life in large-grained and ultrafi ne-grained states. Perspektivnye materialy. 2011, no. 12, pp. 136–142. (In Russ.).

5. Ivanov Yu.F., Budovskikh E.A., Gromov V.E., Bashchenko L.P., Soskova N.A., Raikov S.V. Formation of nanocomposite layers on the surface of VT1-0 titanium at eletroexplosive carburization and electron-beam treatment. Izvestiya vuzov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya – Ferrous Metallyrgy. 2012, no. 6, pp. 67–70. (In Russ.).

6. Petrovskaya T.S. Integrated processing of titanium surface. Izvestiya VolgGTU. Ser. Problemy materialovedeniya, svarki i prochnosti v mashinostroenii. 2009, Vol. 11, no. 3, pp. 71–73. (In Russ.).

7. Panin A.V., Kazachenok M.S., Shugurov A.R., Chernov I.P., Lider A.M., Kretova O.M. Ultrasonic processing of hydrotreated technical ВТ1-0 titanium. Tyazheloe mashinostroenie. 2010, no. 2, pp. 36–39. (In Russ.).

8. Bashchenko L.P., Ivanov Yu.F., Budovskikh E.A. Modifi cation of the titanium VT1-0 surface layers structure after electroexplosive carboboronizing and electron-beam treatment. Izvestiya vuzov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya – Ferrous Metallyrgy. 2013, no. 3, pp. 68–70. (In Russ.).

9. Brover G.I., Brover A.V., D’yachenko L.D. Some peculiarities of structure and properties of surface layers of titanium after laser hardening and alloying. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 2005, no. 6, pp. 51–55. (In Russ.).

10. Bagmutov V.P., Parshev S.N., Dudkina N.G., Zakharov I.N. Elektromekhanicheskaya obrabotka: tekhnologicheskie i fi zicheskie osnovy, svoistva, realizatsiya [Electromechanical processing: technological and physical bases, properties, realization]. Novosibirsk: Nauka, 2003. 318 p. (In Russ.).

11. Bagmutov V.P., Vodop’yanov V.I., Zakharov I.N., Gorunov A.I., Denisevich D.S. Effect of intense thermomechanical treatment on the structure and properties of titanium pseudo-α alloys during electro mechanical treatment. Russian Metallurgy (Metally). 2013, no. 5, pp. 712–715.

12. Bagmutov V.P., Zakharov I.N., Gorunov A.I., Zakharova E.B., Denisevich D.S., Kosogorov A.V. Composite surface hardening of steel and titanium alloys on the bases of electromechanical and ultrasonic processing. Izvestiya VolgGTU. Ser. Problemy aterialovedeniya, svarki i prochnosti v mashinostroenii. 2013, Vol. 7, no. 6 (109), pp. 68–71. (In Russ.).

13. Kholopov Yu.V., Zinchenko A.G., Savinykh A.A. Bezabrazivnaya ul’trazvukovaya fi nishnaya obrabotka metallov [Nonabrasive ultrasonic fi nal metal processing]. Leningrad: LDNTP, 1988. 18 p. (In Russ.).

14. Zwicker Ulrich. Titan und Titan-Legierungen. Springer Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 1974. (Russ.ed.: Zwicker U. Titan i ego splavy. Moscow: Metallurgiya, 1979. 512 p.)