Особенности фазового состава слоев, формируемых в процессе ионно-плазменного азотирования поверхности сплавов титана 

В. В. Поплавский1*), И. Л. Поболь2), А. Н. Дробов2)
1) Беларусский государственный технологический университет, Минск, Беларусь	*) vasily.poplav@tut.by
2) Физико-технический институт НАН Беларуси, Минск, Беларусь

Ионно-плазменному азотированию подвергались два сплава титана: ВТ1-0 и ОТ4-1. Сплав ВТ1-0 не содержит в своем составе легирующие элементы, только незначительное количество примесей. Его структура представлена α-фазой. Сплав ОТ4-1 в качестве легирующих элементов содержит алюминий и марганец и относится к псевдо-α-сплавам, структура которых представлена в основном α-фазой и небольшим количеством β-фазы. Ионно-плазменную обработку поверхности образцов проводили в среде состава 10 % N2 + 90 % Ar при различных температурах в интервале от 650 °C до 900 °С.  
По данным рентгенофазового анализа в поверхностном слое сплава ВТ1-0 при невысоких температурах (примерно до 700 °С) формируются преимущественно оксидные фазы Ti6O, Ti3O. При повышении температуры (>800 °C) преобладает процесс образования нитридных фаз Ti2N, TiN.  При исследовании серии образцов сплава ОТ4-1 со слоями, полученными при ионно-плазменной обработке различной продолжительности при 850 °С установлено, что обработка поверхности в течение уже одного часа приводит к существенному изменению фазового состава. Фаза титана в составе исследуемого слоя не обнаруживается, в то время как в исходном образце регистрируется только α-титан. Вначале преобладает образование оксидных фаз Ti6O и Ti3O, и только при увеличении длительности обработки до семи часов появляется фаза нитрида титана TiN. 
Такие особенности изменения фазового состава слоев, формируемых на поверхности сплавов титана в процессе ионно-плазменного азотирования при различных температурах и при различной длительности процесса ионно-плазменной обработки, обусловлены свойствами титана и наличием на поверхности оксидной пленки.