Особенности структурного состояния и физико-механические свойства сплавов на основе ti, al и ni после двойной ионной имплантации

Abstract

Дисертація присвячена вивченню закономірностей фазових та струк-турних змін у приповерхневих шарах титанових сплавів ВТ-6, ВТ-22, TiNi після подвійної іонної імплантації. Досліджуються морфологія поверхні, елементний, фазовий склад, розподіл іонів за глибиною, концентраційні профілі та дифузія імплантованих іонів, механічні (нанотвердість) власти-вості титанових сплавів ВТ-6, ВТ-22 та TiNi після подвійної іонної ім-плантації. Проаналізовані фізичні процеси, які відбуваються у приповерх-невих шарах титанових сплавів ВТ-6, ВТ-22 і TiNi, їх вплив на формуван-ня твердих розчинів, зміну структури, фазового складу та напружено-деформованого стану. Фазовий склад приповерхневого шару ВТ-6 після імплантації являє собою α-Ti; β-Ti; фази Al3Ti і Al2Ti. Встановлено, що пі-сля відпалювання при температурі 820 К спостерігається відокремлений пік (111) Al3Ti. Усі зміни у структурі пов’язані з фазою Al3Ti. Виявлена кореляція між елементним складом, мікроструктурою, ефектом пам’яті форми та механічними властивостями приповерхневого шару TiNi, ім-плантованого іонами N+ до дози 1018 cм-2; N+ і Ni+; Mo+ +W+. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/24339

Диссертация посвящена выявлению закономерностей изменения структурного состояния, элементного состава, фазовых превращений, происходящих в приповерхностных слоях материалов на основе титана (ВТ-6, ВТ-22 и TiNi) после двойной ионной имплантации. Обнаружена корреляция между элементным составом, микрострук-турой, эффектом памяти формы и механическими свойствами приповерх-ностного слоя TiNi, имплантированного ионами N+; N+ и Ni+; Mo+ +W+. Имплантация ионов азота приводит к изменению фазового состава и стру-ктуры приповерхностного слоя за счет формирования нитрида титана и измельчение кристаллитов, что изменяет механические характеристики TiNi. После имплантации ионов N+ дозой 1018 см-2 твердость увеличивает-ся от 4,4 ГПа до 7,7 ГПа, а затем после имплантации Ni+ дозой 51017 см-2 повышается до 8,4 ГПа. Показано, что в результате имплантации Мо+ и W+ в титановые спла-вы ВТ-6 на дифрактограммах в области (001) и (101) α-Ti наблюдается по-явление дополнительной линии (111) Al3Ti. После отжига при температу-ре 820 К основные изменение связаны с фазой Al3Ti, на дифрактограммах наблюдается обособленный пик (111) Al3Ti. Величина эффективного коэ-ффициента диффузии Мо и W в титановых сплавах ВТ-6 составляет DMо ~ 2,810-12 м2/с и DW ~ 10-13 м2/с в случае двойной ионной имплантации. Последовательная двойная имплантация ионов N+ и Ni+ в TiNi при-водит к образованию сложного профиля ионов N+. Профиль азота немоно-тонен, имеется два максимума концентрации: один вблизи поверхности (максимальная концентрация около 36,0 aт. %), а второй пик расположен на глубине свыше 100 нм, но с меньшей концентрацией 27,0 aт. %. В про-вале, между двумя максимумами профиля концентрации N+ наблюдается максимум концентрации ионов Ni+, около 20 aт. %. Температура начала мартенситного превращения фаз В2 (ОЦК) в В19 (ромбическая решетка) находится ниже для имплантированных ионами азота образцов по сравне-нию с исходными образцами. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/24339

The dissertation is devoted to analysis of structure phase transformations and change of physical – mechanical properties descending in near – surface layers VT-6, VT-22, TiNi subjected to double ion implantation. The implantation of ions N+ be dose 1018cm-2, N+ and Ni+ doses (1018 ÷ 1017) cm-2, Mo++W+ (2÷5)1017cm-2 doses changes an elemental composition and microstructure of near-surface layers, results in increase of handness and increase of recovery efficiency of mechanical properties at heating of an elastically deformed material. The features of diffusion process and phase formation in titanium alloys VT-6, VT-22, TiNi subjected to double implantation by heavy ions Mo+ and W+ are analyzed. It is showed that after double ion implantation the physical – mechanical characteristics of titanium alloys VT-6, VT-22, TiNi can be changed. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/24339