Азотирование титана

Азотирование титана в аммиаке, по этим данным, в десятки раз повышает его износостойкость, однако снижает прочность и пластичность, особенно если процесс ведется при высоких температурах и больших выдержках, когда происходит рост зерен титана и насыщение его водородом. Поэтому необходимо выбирать режимы азотирования титана в аммиаке с минимальными технологическими параметрами. [c.153]

Влияние легирования алюминием, кремнием, оловом и марганцем на процесс азотирования титана приведено в табл. 38. [c.155]

Преимущества процесса азотирования титана в среде чистого азота с применением нагрева изделий токами высокой частоты (ТВЧ) изложены в работе [175]. Исследование проводили на цилиндрических образцах сплавов ВТ4 и ВТ6 на установке с ламповым генератором мощностью 40 ква и частотой 500 кгц. После заполнения камеры очищенным и осушенным азотом образцы нагревали до температур 850—1100° С (на поверхности) и выдерживали в течение 6, 10, 15 и 20 мин. Давление азота в камере поддерживали в пределах 40—50 мм вод. ст. [c.159]

В первых работах [125] азотирование титана вели в атмосфере аммиака, а также в смеси аммиака с азотом. Однако при азотировании в этих средах слой получался хрупким вследствие наводороживания титана. Е. Н. Новикова [126] изучала азотирование титановых сплавов в струе очищенного азота. Установлено, что при температуре 950°С в течение 30—40 ч на образцах технического титана ВТ1 образуется слой глубиной 0,06 мм (поверхностная твердость НВ 700— 800), который хорошо сопротивляется износу. При более высокой температуре азотирования глубина слоя увеличивается, но при этом сильно снижаются механические свойства сплавов вследствие интенсивного роста зерен. [c.94]

Азотирование сильно повышает сопротивляемость истиранию жаростойкость при, азотировании также возрастает. Один из наиболее распространенных методов азотирования титана и его сплавов — обработка в атмосфере чистого азота при температуре 850—950°С. Глубина азотированного слоя составляет для технического титана 0,06—0,08 мм. Если в сплаве содержатся алюминий и цирконий, скорость диффузии азота воз- [c.94]

Азотирование титана в аргоно-азотной смеси при сварке в камерах с контролируемой атмосферой дает принципиально такие же зависимости, как для окисления -[см. формулу (11.16)]. И в этом случае приращение азота А [М] в металле подчиняется зависимости вида [74] [c.85]

Нитрид титана практически не растворим в серной и соляной кислотах при комнатной температуре и температуре кипения за исключением кипящих растворов концентрированной серной кислоты [21]. Высокая химическая стойкость нитридов титана позволяет считать, что азотирование титана является методом не только поверхностного упрочнения, но и повышения его коррозионной стойкости. [c.8]

Другие способы азотирования титана-в 100%-ной атмосфере азота или в аммиаке дают худшие результаты, чем азотирование в разреженном азоте. При азотировании в атмосфере чистого азота на поверхности возникает хрупкая нитридная корочка, которая уменьшает диффузию азота в титан. При азотировании в аммиаке происходит также наводороживание титана. [c.148]

ФОРМИРОВАНИЕ ДИФФУЗИОННОГО СЛОЯ НА ОСНОВЕ ТИТАНА СЕЛЕКТИВНЫМ ОСАЖДЕНИЕМ ИЗ ЭВТЕКТИЧЕСКОГО РАСПЛАВА РЬ-В1 С ПОСЛЕДУЮЩИМ АЗОТИРОВАНИЕМ [c.53]

Установлено, что добавление молибдена, ванадия и титана также благоприятно влияет на азотирование, а введение никеля затрудняет его. [c.84]

Цементации подвергают шейки коленчатых валов, кулачки распределительных валиков, оси, шестерни. Высокая твердость азотированного слоя сохраняется вплоть до бОО С. Азотированию, впервые примененному около 50 лет назад, подвергают гильзы штоков, штоки клапанов, некоторые валы, работающие в жестких температурных режимах. К азотированию прибегают при обработке легированных конструкционных, инструментальных, нержавеющих, жаропрочных и немагнитных сталей, чугуна, титана и металлокерамических изделий. [c.35]

В связи с большой перспективой применения титана вследствие его малой плотности и высокой прочности при повышенных температурах возникла необходимость улучшения его антифрикционных свойств, которые весьма низки. Последние работы показали возможность значительного повышения износостойкости титана обработкой в струе азота при температуре 850°С в течение 16—30 ч. После азотирования титан показал удовлетворительные результаты (без применения смазки в паре с чугуном, твердым хромовым покрытием и азотированным титаном, а при испытании со смазкой — в паре с бронзой, углеродистой сталью, легированной сталью и бакелитом). [c.200]

Большое практическое значение имеет стойкость титана и его сплавов против кавитационной коррозии, коррозии под напряжением и усталостной коррозии. Однако титан склонен к фреттинг-коррозии при работе в условиях трения, и поэтому в таких случаях надо применять специальную поверхностную обработку (например, азотирование) и специальные антифрикционные смазки и покрытия. [c.180]

Для создания защитной атмосферы в установках с натриевым теплоносителем рекомендуются гелий и аргон, содержащие кислород в тысячных долях процента [1,51]. Водород значительно диффундирует через нержавеющую сталь уже при температуре 600° С, и поэтому для создания защитной атмосферы мало пригоден [1,52]. В ряде случаев для очистки расплавленного натрия и защитного газа от кислорода и других примесей (воды, водорода, азота, углерода) рекомендуется контактировать натрий и газ при температуре свыше 500° С с цирконием, титаном [1,52] или сплавом 50% титана и 50% циркония. В последнем случае в системе не образуется твердых частиц. В атмосфере азота происходит азотирование нержавеющей стали в расплавленном натрии при температуре свыще 480° С [1,51], что отражается на механических свойствах материала. Очищать натрий от окислов можно также путем пропускания натрия (при температуре 250° С) через фильтр, изготовленный из аустенитной нержавеющей стали. [c.46]

Толщина диффузионного слоя в сплавах титана после азотирования при 950 °С в течение 30 ч 0,05—0,15 мм, 750—900 HV. [c.382]

При азотировании сплавов поверхностные слои представляют собой карбонитрид титана, причем количество азота в покрытии при азотировании в аммиаке больше, чем при азотировании в азоте. [c.95]

В легированных сталях при азотировании образуются нитриды алюминия, титана, ванадия, хрома, молибдена, вольфрама и мар- [c.284]

Присадки молибдена, ванадия и титана благоприятно действуют в отношении поглощения азота сталью, а присадки никеля действуют в противоположном направлении и затрудняют азотирование. [c.665]

Сравнение данных по двум методам показывает, что два различных метода дают совпадающие в пределах ошибок значения содержания нитрида титана в азотированных катализаторах. [c.443]

Полученные результаты позволяют сделать заключение, что пористый и гладкий нитрид титана относятся к весьма стойким в-этих растворах материалам. Слой нитрида титана, полученный при азотировании, можно использовать для защиты титана в растворах соляной кислоты. [c.53]

Наиболее подробно исследовано азотирование титана и его сплавов, так как из всех методов химикотермической обработки этот метод оказался наиболее приемлемым в практическом отношении. Азотирование титана в среде азота и аммиака приводит при использовании аммиака к более глубоким диффузионным слоям и большей их твердости, однако хрупкость насыщенного материала значительно возрастает [138]. Хотя водород может быть в значительной степени удален вакуумным отжигом, все же метод азотирования в среде аммиака оказывается малопрактичным и неэкономичным. Зависимость толщины диффузионных слоев и механических свойств титана от режимов насыщения в среде азота приведена, по данным работы [138], в табл. 37. При азотировании в аммиаке в тех же условиях удлинение падает до 2%, а ударная вязкость до 0,3—0,5 кГ-м1см-, т. е. значительно снижаются пластичные свойства титана. [c.152]

Азотирование титана в смеси аргона и азота, прошедших предварительно тщательную очистку, описано в работе [168]. Схема установки для азотирования представлена на рис. 54. Количество аргона определяли по барботеру с концентрированной Нз504, оно составляло 50 см /мин. Содержание азота равнялось [c.154]

Процесс азотирования титана в струе чистого азота при 700— 1050° С продолжительностью до 10 ч исследовали в работе [169]. При этом определяли увеличение массы и твердости образцов и изучали поверхностный слой методами микроструктурного и электронографического анализов. Установлено, что заметное приращение массы начиналось при 800° С и следовало параболическому закону до 1000 С. Электронографически было обнаружено, что после азотирования при 800° С и более высоких температурах в поверхностном слое образуется нитрид титана TiN. Повышение твердости мало заметно при 800° С, однако выше 900° С толщина и твердость слоя прогрессивно возрастали со временем. Например, после азотирования в течение 1, 5 и 10 ч при 900° С твердость HV поверхности составляет соответственно 325, 425 и 475 кПмм , а толщина слоя возрастает от 45 до 80 мкм. [c.155]

Азотирование титана, осуществленное в работе [170] в токе азота при 850° С и выдержке в течение 16—18 ч, проводилось с целью повысить его износостойкость, коррозионную стойкость и механические свойства. Как показали испытания, азотированный титан удовлетворительно работал без смазки в паре с чугунным литьем, твердыми хромистыми покрытиями и неазотированным титаном. При работе со смазкой наблюдались хорошие результаты в паре с бронзой, углеродистой и низколегированной сталью, бакелитом, хромированными поверхностями. Высокую коррозионную стойкость показал азотированный титан в нагретых соляной, серной, фосфорной, плавиковой, азотной и других кислотах. Как отмечают авторы работы [170], азотирование заметно не влияет на механические свойства титана. [c.156]

Исследование процесса азотирования титана и его сплавов в чистом азоте было проведено также в работе [172]. Оптимальным режимом азотирования признан следующий температура насыщения 950° С, время 24—30 ч, скорость подачи азота 0,12— 0,15 л мин. При более низких температурах диффузия азота происходит медленно, а при более высоких сильно увеличивается хрупкость слоя и самого металла. Выдержка продолжительнее 30 ч не дает заметного увеличения толщины нитридного слоя. При оптимальных условиях азотирования на образцах кованого технически чистого титана марки ВТ1 был получен слой глубиной 80 мКм с поверхностной твердостью HV = 780- 850 кПмм . [c.156]

Как известно, титан и его сплавы подвергают химикотермической обработке оксидированию, азотированию, борированию, карбидированию, силицированию. Наибольшие успехи достигнуты в азотировании титана и его сплавов. Подобные покрытия увеличивают износостойкость титана, уменьшают коэффициент его трения в паре со многими металлами, повышают коррозионную стойкость титана и его сплавов во многих агрессивных средах. По нашему мнению, защитные покрытия, создаваемые методами химикотермической обработки, могут заметно повышать стойкость титана в содержащих водород средах. [c.521]

Несмитря на то, что нитрид титана является одним из наИ-более прочных нитридов металлов, тонкую пленку нитрида титана нельзя считать защитным покрытием против окисления титана на воздухе или в кислороде. Это следует из более нпзкои термодинамической стабильности нитрида титана по сравнению с окислами титана. В работе [84] было показано, что нитрид титана энергично взаимодействует с кислородом при темпера туре 1200° С. В процессе реакции образуется газообразный азот. Поэтому нитридное покрытие на поверхности титана при нагревании будет заменяться окисным покрытием. Несмотря на такие свойства, азотирование титана применяется в технике, так как нитридные пленки повышают антифрикционные свойства поверхности титана ( подробнее см. главу VI). [c.51]

Термическая обработка титановых сплавов. Титановые сплавы в зависимости от их состава и назначения можно подвергать отжигу, закалке, старению и химико-термической обработке (азотирование, цементация и др.), Титап и а-снлавы титана не упрочняются термической обработкой, их подвергают только рекристаллизационному отжигу. Температура отжига должна быть вьнпе температуры рекристаллизации, но ие превьииать температуры превращения а Р —> Р, так как в Р-области происходит сильный рост зерна. Чаще рекристал-лизационпый (простой) отжиг а- и а + р-сплавов проводят при 650—850 °С. Для а 4- Р-силавов нередко применяют изотермический отжиг, который включает нагрев до 850—950 °С (в зависимости от состава сплава) с последующим охлаждением на воздухе до 550— 650 °С, выдержку при этой температуре и охлаждение на воздухе. Такая обработка обеспечивает более высокую пластичность и наибольшую термическую стабильность структуры. [c.316]

Рассмотрены результаты проведенных исследований по созданию жаропрочных покрытий на основе титана, получаемых селективным осаждением на стали ОХ18Н10Т из транспортного эвтектического расплава РЬ—В1 с последующим азотированием в тлеющем разряде. Дана оценка коррозионных свойств титаноазотированных покрытий при испытании в расплавленном цинке при температуре 450° С. Лит. — 2 назв. [c.260]

Скорость коррозии всех марок стали, особенно низколегированных, резко уменьшается при введении в жидкий металл ингибиторов циркония (наиболее эффективный ингибитор), титана, магния и кальция в количестве до 0,05%. Эффективность действия ингибиторов оказывается большей при азотировании поверхности стали. Сплавы на основе никеля непригодны для работы в среде висмута. Эрозионное воздействие висмута сказывается при скоростях 3—4 м1сек и более. [c.297]

Упрочнение титана путем азотирования обеспечивает существенное повышение его антифрикционных свойств. Однако азотирование не имеет особых преимуществ перед оксидированием. При смазке водой, в связи с наблюдавшимся усталостным выкрашиванием азотированного слоя, его антифрикционные свойства оказываются несколько ниже, чем у оксидированного титлна. При смазке веретенным маслом в пределах путей трения и нагрузок, при которых проводились испытания, выкрашивания азотированного слоя не наблюдалось. Применение вакуумного рассасывания (отжиг 1000—1050° С—10 ч) предварительно оксидированного титана уменьшает только примерно в 2 раза износ бронзы по сравнению с ее износом при трении по неупрочненному титану. Необходимо отметить, что по характеру трение бронзы по титану, упрочненному этим методом, принципиально не отличается от случая трения бронзы по неупрочненному титану. Износ сопровождается резким увеличением шероховатости поверхности и переносом бронзы на поверхность титана, но схватывание наступает при более высоких нагрузках. Полученные результаты свидетельствуют [c.206]

Поэтому покрытия из нитрида титана на безвольфрамовых твердых сплавов получают при прямом азотировании аммиаком или азотом без добавок Ti Lt и Нг [138]. [c.95]

Нитриды титана, ванадия, вольфрама, молибдена, хрома, марганца и железа являются фазами внедрения . На фиг. 174 дана микроструктура азотированного слоя, полученного на хромомолибденоалюминиевой стали. Светлая составляющая на поверхности представляег собой е-фазу (FejN). [c.285]

При прерывистом резании, недостаточной жесткости технологической системы и на черновых операциях при изменяющихся припусках на обработку используют более пластичные покрытия малой толщины - 3...5 мкм. Для непрерывного резания, особенно в условиях большой жесткости технологической системы и малых подач, более эффективны покрытия повышенной твердости толщиной 5... 10 мкм. Для инструментов из быстрорежущих сталей Р6М5 и Р6М5К5 применяют покрытия из нитрида титана толщиной 3...5 мкм. Комплексная поверхностная обработка, заключающаяся в предварительном азотировании инструмента на глубину до 25 мкм и последующем нанесении покрытий, позволяет увеличить период стойкости инструмента в 3... 5 раз. Для твердосплавных инструментов используют покрьггия из карбида титана толщиной 6...10 мкм и композиционные покрытия из карбида, карбонит-рида и нитрида титана толщиной до 10 мкм. [c.218]

Получение порошков СВС-синтезом позволяет изготовить нитридные и карбонитридные порошки за счет выделения энергии при азотировании кремния, алюминия, титана (экзотермическая реакция). Композиционные порошки SijN —Si получают при содержании в шихте до 50 % компонентов, образующих карбид кремния, так как синтез идет с поглощением энергии (эндотермическая реакция). [c.138]

Рис. 4.9. Коррозия титана Рис. 4.10. Влияние поверхностных обработок титана на в растворах H2SO., различной коррозионную стойкость в серной кислоте при 25 °С концентрации с анодной за- — естественная оксидная пленка 2 — оксидирование щитой (3) и без нее н 2) . gog oq g течение 1 ч 3 — азотирование при 800 °С

Для повышения триботехнических характеристик проводится химико-термическая обработка, состоящая из оксидирования и азотирования трущихся поверхностей. Сплавы никелида титана свариваются теми же способами, как и другие титановые сплавы аргонодуговым, электроннолучевым и др. [c.844]

Примером этому служат алюминий, свинец (рис. 11.3) и большинство пластичных металлов, в том числе и титан. Аномально высокие коэффициент трения и износ титана обусловлены не только разрушением пленки, но и ее способностью растворяться в металле. Если титал подвергнуть азотированию, то оксидная пленка формируется на твердой основе, которая препятствует ее растворению. Титан становится износостойким. [c.331]

Поглощение титаном азота, так же как и его окисление, кс тролируется диффузионными процессами при этом образует слой нитрида титана, который при нагреве в окислительной мосфере преобразуется в оксидное покрытие. Азотирование В верхности — один из путей повышения антифрикционн [c.56]

К традиционным способам повышения износостойкости относятся азотирование, хромирование, силициро-ваиие. К новым — борирование, ваиа-дированне, покрытие карбидом титана, покрытие нитридом титана. [c.471]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...