Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

Морозова Е.А., Муратов В.С.

Насыщение поверхности титана хромом и медью приводит к существенному повышению микротвердости по сравнению с упрочнением поверхности, когда легирование осуществляется отдельно каждым элементом. Однако полученная микротвердость несколько ниже, чем при насыщении поверхности другими сочетаниями легирующих элементов.

Особенность данного покрытия заключается в том, что наибольший эффект упрочнения достигается при меньшем значении скорости лазерной обработки Vл=0,5 мм/с. Микроструктура сечения в глубь титановой подложки при данной скорости характеризуется чередованием светлых и темных полос разной микротвердости и химического состава. Поверхностная светлая зона со значением микротвердости 9200-9400 МПа характеризуется повышенным содержанием хрома, что подтверждается данными рентгеноспектрального микроанализа. Ввиду того, что испарение верхнего покрытия происходит достаточно быстро, это приводит к обеднению поверхностного слоя медью. Наряду с этим часть медного покрытия вступает в реакцию с титаном и образует с ним химические соединения. Это подтверждает локальный рентгеновский послойный анализ образцов. Действительно на глубине 20-25 мкм наблюдаются линии интерметаллидов CuTi2, CuTi3, CuTi. В зоне темной полосы рост микротвердости до 10500 МПа обусловлен увеличением процентного содержания хрома, выявляющегося в виде интерметаллида TiCr2 и интерметаллидов меди.

При большей скорости лазерного излучения Vл=3,3 мм/с легированный объем характеризуется более однородной структурой, в которой зафиксированы отражения от легирующих элементов хрома и меди и меньшим значением микротвердости .

Образование ромбической a²-фазы по данным рентгеновского фазового анализа не зафиксировано. Металлографические исследования, проведенные после лазерного поверхностного легирования со скоростьюVл=0,5 мм/с, характеризуют наличие участков с частичной дефектностью структуры.

Таким образом, на основании данной серии экспериментов установлено, что при лазерном поверхностном легировании хромом и медью повышается микротвердость. Недостатком данного двухслойного покрытия при рассмотренных режимах лазерного излучения являются то, что внедрение указанных элементов в титановую подложку не способствует сохранению достаточного уровня пластичности.