Page 135 - 07

ня дисперсних фаз оксидів NbO, NbO 2, Nb xTi yAl zO k, TiNb 2O 7, Ti 0,4Al 0,3Nb 0,3O 2, які ар-
мують поверхневий шар сплаву. Вперше запропоновано спосіб поверхневого зміц-
нення таких ніобій-титанових сплавів, який полягає у комбінуванні хіміко-термічної
обробки із формуванням поверхневого насиченого киснем композиційного шару,
який складається з включень складних оксидів типу рутилу Ti(Nb, Al, V)O 2 у матри-
ці. Такий газонасичений шар з вмістом 40…50 vol.% оксидних включень підвищує в
~5 разів зносотривкість сплаву. Вперше виявлено, що композиційний оксидний шар
захищає поверхню сплаву від зношування за присутності водню. Як після електролі-
тичного наводнювання, так і в газоподібному водні коефіцієнт тертя оксидованого
сплаву знижується у 2,5…4 рази. Описано механізм зношування оксидованого шару
й встановлено, що поверхня тертя характеризується почерговою зміною крихкого
руйнування оксидних включень і пластичною деформацією матриці. Зроблені прак-
тичні рекомендації й запропоновані режими хіміко-термічної обробки сплавів систе-
ми Nb–Ti для поліпшення їх експлуатаційних характеристик, зокрема, зносотривкості
поверхні деталей газових турбін.
Р. В. Проскурняк (ФМІ НАН України, Львів). Розроблення способів карбоні-
трування титанових сплавів для підвищення корозійної тривкості. Розроблено
способи термодифузійного карбонітрування титанових сплавів у вуглецьазоткисне-
вмісному середовищі, які забезпечують формування поверхневих функціональних
шарів заданого складу за температур 750…850°С (Патент України № 53075). Вста-
новлено ефективність термодифузійного карбонітрування для підвищення опору ко-
розії в агресивних середовищах концентрованих неорганічних кислот (20%-ий вод-
ний розчин HCl, 40 та 80%-ні водні розчини H 2SO 4, H 3PO 4). Показано, що швидкість
корозії титану з карбонітридними шарами на два порядки нижча порівняно з нітрид-
ними та карбідними шарами. Вперше встановлено, що підвищення концентрації кис-
ню у газовій компоненті насичувального середовища до 0,05…0,4 vol.% за подачі азоту
висхідним потоком через вуглецевмісний порошок інтенсифікує взаємодію через па-
рогазову фазу й дозволяє формувати поверхневі карбонітридні шари на титанових
сплавах за температур 750…850°С. Встановлено, що використання як активатора кар-
бонату натрію Na 2СO 3 у 7%-ій концентрації збільшує кількість вуглецевої компонен-
ти у складі карбонітриду (TiC 0,63N 0,37 ® TiC 0,68N 0,32), що забезпечує підвищення коро-
зійної тривкості у 40%-му водному розчині H 2SO 4 у 2 рази. Встановлено, що термо-
дифузійне карбонітрування сплаву ВТ14 з формуванням на поверхні плівки карбоніт-
риду (3…5 mm) та дифузійного перехідного шару твердого розчину (40…60 mm) за-
безпечують підвищення корозійної тривкості за мінімальної втрати втомної міцності
(до 4…9%).
П. В. Гладиш (ПП “Енергоконтакт”). Розроблення методів оцінювання струк-
турно-механічної пошкоджуваності сталей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф та залишкового
ресурсу згинів тривало експлуатованих парогонів ТЕС. Встановлено нові законо-
мірності між параметрами мікроструктури, міцністю і циклічною тріщиностійкістю
та фізико-хімічними властивостями (коерцитивна сила, швидкість репасивації) ста-
лей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф парогонів ТЕС після довготривалої експлуатації. Вперше
виявлено, що зміна фізико-механічних властивостей деградованих сталей парогонів
зумовлена мікроспотворенням кристалічної ґратки, зменшенням розміру субзерен у
1,5…1,7 рази і зростанням залишкових напружень ІІ роду в 2…3 рази, що спричиняє
міжзеренний мікромеханізм руйнування сталей вздовж ланцюжків пор і міжфазних
меж “карбід–матриця” і “неметалеве включення–матриця” та ріст коерцитивної сили
металу. Показано, що стандартні механічні характеристики, передбачені чинними
нормативними документами для оцінки ресурсу металу парогонів, виявляють слабку
чутливість до структурно-механічного стану деградованих теплотривких сталей.
Вперше встановлено, що внаслідок експлуатаційної деградації структури сталей
12Х1МФ і 15Х1М1Ф суттєво понижується опір зародженню втомної тріщини: порів-
няно із зоною стиску втомна довговічність у зоні розтягу на стадії зародження макро-
тріщини для сталі 12Х1МФ зменшується у 5,3 рази, а для сталі 15Х1М1Ф у 4,8 рази.

141