Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2016,  том 13,  №2, 257-265

 

Романов Д.А.1, Соснин К.В.1, Громов В.Е.1, Иванов Ю.Ф.2,3

Свойства поверхностных слоев титана после электровзрывного легирования иттрием и электронно-пучковой обработки

1Сибирский государственный индустриальный университет, Новокузнецк, Россия
2Научно-исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия
3Институт сильноточной электроники СО РАН, Томск, Россия
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Комбинированным методом, сочетающим электровзрывное легирование иттрием и последующее облучение высокоинтенсивным электронным пучком с параметрами: плотность энергии пучка электронов 20-70 Дж/см2, длительность импульса 150 мкс, количество и частота следования импульсов 3 и 0,3 Гц, соответственно, проведено модифицирование поверхностного слоя технически чистого титана. Методами измерения твердости, микротвердости, коэффициента трения и скорости изнашивания выполнены исследования механических и трибологических характеристик легированного слоя. Насыщение поверхностного слоя титана атомами иттрия, кислорода и углерода приводит к формированию металлокерамического слоя, упрочненного оксидами и карбидами титана и иттрия, и способствует кратному увеличению микротвердости (более чем в 3 раза), снижению коэффициента трения (более чем в 7 раз) и скорости изнашивания модифицированного слоя (более чем в 3 раза).

Ключевые слова: титан, иттрий, механические свойства, трибологические характиристики, микротвердость, коэффициент трения, электровзрывное легирование, электронно-пучковая обработка.

УДК 621.793.8


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 13, No.2 (2016) 257-265

 

Romanov D.A.1, Sosnin K.V.1, Gromov V.E.1, Ivanov Yu.F.2,3

The properties of the surface layers of titanium after electroexplosive alloying yttrium and electron beam treatment

1Siberian State Industrial University, Novokuznetsk, Russia
2National Research Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russia

3Institute of High Current Electronics SB RAS, Tomsk, Russia

Combined method of combining electroexplosion alloying yttrium and the subsequent exposure of high-intensity electron beam parameters: the electron beam energy density of 20-70 J/cm2, pulse duration of 150 ms, the number and frequency of repetition 3 and 0.3 Hz, respectively, performed the modification of the surface layer commercially pure titanium. The methods of measuring hardness, microhardness, friction coefficient and wear rate of the study carried out mechanical and tribological properties of the doped layer. The saturation of the surface layer of the titanium atoms of yttrium, oxygen and carbon leads to the formation of the cermet layer reinforced with oxides and carbides of titanium and yttrium, and promotes fold increase in microhardness (more than 3 times), reduction of friction coefficient (more than 7 times) and the wear rate modified layer (more than 3 times).

Keywords: titanium, yttrium, mechanical properties, tribological DATA Specific, microhardness, friction coefficient, electroexplosion alloying, electron beam treatment.