Труды КНЦ (Технические науки вып.3/2023(14))

предусматривающая нанесение на поверхность титана (титанового сплава) сваркой взрывом (СВ) барьерного слоя нихрома (сплав Х 20Н 80), с последующим алитированием полученной заготовки погружением в расплав алюминия [3]. При этом важно понимать особенности диффузионного взаимодействия титана и нихрома при повышенных температурах в условиях термообработки покрытий и эксплуатационных нагревов. Много работ посвящено исследованию кинетики взаимодействия титана с никелем при различных температурах и образующихся диффузионных зон [4 -7 ]. Известны работы, посвященные формированию композиций Ti-NiCr [8 -10 ], однако вопрос диффузионного взаимодействия в данных композициях практически не изучен. Целью настоящей работы стало исследование особенностей диффузионного взаимодействия на границе соединения сваренных взрывом слоистых композитов системы Ti-NiCr в условиях высокотемпературной обработки. М атериалы и м етодика эксп ерим ента Исследования проводили на композициях Х20Н80 + ВТ1-0, Х20Н 80 + ОТ4 и Х 20Н 80 + ВТ20, полученных сваркой взрывом. Сведения о химическом составе титановых сплавов и нихрома Х20Н80 приведены в табл. 1 и 2. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 3. С. 216-221. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 216-221. Таблица 1 Химический состав титановых сплавов, мас. % Ti A l V Mo Zr Mn Si Fe ВТ1-0 98,6-99,7 - - - - - <0,1 <0,18 ОТ4 91,6-95,7 3,5-5 - - <0,3 0,8-2 <0,15 <0,3 ВТ20 84,9-91,7 5,5-7 0,8-2,5 0,5-2 1,5-2,5 - <0,15 <0,3 Таблица 2 Химический состав нихрома Х20Н80, мас. % A l C Cr Fe Mn N i P S Si Ti Zr <0,20 <0,06 20,0-23,0 <1,0 <0,6 основа <0,02 <0,015 1,0-1,5 <0,2 0,2-0,5 Термообработку образцов размером 10^10 мм проводили в печи СНОЛ 8.2/1100 в атмосфере воздуха при температурах от 700 до 850 °С. Нижняя граница режимов соответствует максимальной температуре, не превышающей температуру эвтектоидного превращения в системе Ti-N i, а верхняя граница — температуре, не превышающей температуру фазового перехода чистого титана. Время выдержки образцов изменяли от 1 до 100 ч. Металлографические исследования осуществляли с применением оптической (модульный моторизованный микроскоп Olympus BX61 с фиксацией изображения цифровой камерой DP-12) и электронной (растровый электронный микроскоп Versa 3D) микроскопии. Анализ химического состава проводили на электронном микроскопе Versa 3D с использованием энергодисперсионного спектрометра EDAX Trident XM 4 (ЭДС). Рентгеноструктурный анализ (РСА) выполняли на дифрактометре Bruker D8 ADVANCE ECO. Результаты и их обсуждение По результатам проведенных испытаний были построены графические зависимости толщины формирующейся диффузионной зоны (ДЗ) от температуры и времени испытаний (рис. 1). При температуре ниже фазового перехода титана кинетика роста ДЗ для композиции с технически чистым титаном (Х20Н80 + ВТ1-0) максимальна. В композиции с легированным титаном Х20Н80 + ОТ4 скорость роста ДЗ примерно на 10 % ниже, а в Х20Н80 + ВТ20 более чем в 2 раза ниже, чем в Х20Н80 + ВТ1-0. При температуре выше фазового перехода титана (850 °С) отмечена значительная интенсификация диффузионных процессов. Вместе с этим максимальную скорость роста ДЗ показала композиция Х20Н 80 + ОТ4, а минимальную — Х20Н80 + ВТ20. © Кулевич В. П., Богданов А. И., Шморгун В. Г., Камалов Э. Р., 2023 217