Плазменное азотирование титановых сплавов

Титановые сплавы применяются во многих областях, в которых снижение массы, прочность, коррозионная стойкость и биосовместимость являются важными приоритетами проектирования. Однако их неудовлетворительные трибологические свойства представляют собой существенный недостаток, поэтому для повышения износостойкости титановых сплавов был разработан ряд методов инженерии поверхности, включая азотирование. Плазменное (ионное) азотирование, первоначально разработанное для железных сплавов, было адаптировано для решения проблем износа титановых сплавов. Плазменное азотирование повышает износостойкость титановых сплавов за счет формирования тонкого поверхностного слоя, состоящего из нитридов титана TiN и Ti2N (например, соединительного слоя). Тем не менее обработка титановых сплавов плазменным азотированием обычно проводится при высоких температурах (700–1100 °C), которые способствуют нежелательным микроструктурным изменениям в титановой основе, образованию хрупких поверхностных слоев и ухудшению механических свойств, особенно предела выносливости. В этой главе обобщены результаты предыдущих и текущих исследований в области плазменного азотирования титановых сплавов, причем особое внимание уделено недавним работам авторов по оптимизации процесса для улучшения трибологических свойств при сохранении механических характеристик. Также кратко рассмотрены разработка низкотемпературных режимов плазменного азотирования α + β- и близких к β-титановых сплавов, а также дальнейшее повышение износостойкости за счет изменения приповерхностной микроструктуры перед азотированием.