Page 84 - Thesis_Lavrys

84

750°С, обумовлює формування азотованих шарів, які не забезпечують

достатнього та ефективного поверхневого зміцнення [91].

Тому, кінетику азотування двофазного титанового сплаву ВТ22

вивчали за температур першого (820°С) та другого (750°С) ступенів ЗТО з

ізотермічною витримкою – 1, 2 та 3 години. Співвідношення між приростом

маси сплаву і тривалістю азотування для досліджуваних температур, яке

характеризує відносну інтенсивність протікання процесу, наведено на

рисунку 4.2, а. Аналіз представлених кінетичних залежностей дозволяє

стверджувати, що приріст маси зразків збільшується після термодифузійного

насичення азотом як на першому, так і на другому ступенях ЗТО. Збільшення

часових експозицій інтенсифікує азотування і найвищий приріст маси в обох

випадках отримуємо після експозиції 3 години. Слід зазначити, що на

першому ступені ЗТО інтенсивність протікання процесу в 2,5 рази більша

порівняно з інтенсивністю насичення на другому ступені, що є свідченням

інтенсивнішої дифузії азоту в сплаві, а отже, і активнішого нітридоутворення
на поверхні за вищої температури (рис. 4.2).

Процеси поглинання титановим сплавом азоту описуються
параболічною залежністю, тобто зміну відносного приросту маси азотованих

зразків в часі можна представити степеневою функцією, що характерне для
більшості дифузійних процесів під час ХТО:

2
(∆m/S) = K ·τ, (4.1)
ρ
де ∆m/S – приріст маси на одиницю площі поверхні зразка;

τ – тривалість азотування; K – параболічна константа швидкості азотування.
ρ

Слід відзначити, що в початковий період реакції сплаву з азотом

(витримка до 1 години) помітні незначні відхилення від закону параболи, що

очевидно обумовлено наявністю природної оксидної плівки на поверхні

титану, яка впливає на реакційну здатність азоту по відношенню до титану.