ИСТИНА

В данной работе методами атомно-силовой микроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и рентгеноструктурного анализа исследованы особенности формирования морфологии поверхности, химического и фазового состава поверхностных слоев и атомно-кристаллической структуры при ионно-плазменной обработке сплава Ti-6Al-4V в плазме тлеющего разряда ионов N+ без нагрева и с нагревом образцов до температур 300 ºС, 500 ºС и 700 ºС. Время обработки составляло 1 час. Установлено, что поверхность титанового сплава ВТ6, обработанного в плазме ионов N+ с нагревом образцов до 500 ºС и 700 ºС, состоит из блоков округлой формы (рис.1). Предполагается, что данная морфология поверхности формируется в результате образования в поверхностных слоях образцов нитридов титана Ti2N и TiN, синтез которых приводит к увеличению параметров шероховатости поверхности Ra и Rz.Показано, что при азотировании сплава ВТ6 в плазме тлеющего разряда без нагрева и с нагревом образцов до 300 ºС наблюдается незначительное (до ~ 15 ат.%) насыщение азотом поверхностных слоев, что обусловлено низкой диффузионной подвижностью азота при данных температурах и процессами окисления компонентов сплава. При более высоких температурах азотирования 500 ºС и 700 ºС происходит насыщение поверхности азотом до концентраций ~ 35 ат.%, сопровождающееся образованием нитридов титана Ti2N и TiN, что обусловлено преобладающей ролью диффузионных процессов в формировании поверхностных слоев в данных условиях обработки. Ионно-плазменное азотирование при наибольшей из выбранных температур обработки (700 ºС) приводит к увеличению микротвердости образцов в 1,7 раза. На основании проведенных исследований предполагается, что формирование тонких приповерхностных слоев (~ 20 нм) при обработке в плазме азота без нагрева и с нагревом до 300 ºС определяется процессами окисления компонентов сплава, а при обработке с нагревом до 500 ºС и 700 ºС – процессами диффузии азота.