danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"dan-43Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESМОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ СПЛАВА Ti-6Al-4V ПРИ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ПЛАЗМЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИSURFACE MODIFICATION OF THE Ti-6Al-4V ALLOY UNDER THE ACTION OF HIGH-ENERGY PLASMAЧЕРЕНДАН. Н.CHERENDAN. N.cherenda@bsu.byБАСАЛАЙА. В.BASALAIA. V.anna.basalay@mail.ruШИМАНСКИЙВ. И.SHYMANSKIV. I.shymanskiv@mail.ruУГЛОВВ. В.UGLOVV. V.uglov@bsu.byАСТАШИНСКИЙВ. М.ASTASHYNSKIV. M.

член-корреспондент

ast@hmti.ac.byБелорусский государственный университет, МинскBelarusian State University, MinskФизико-технический институт НАН Беларуси, МинскPhysical Technical Institute of the National Academy of Sciences of Belarus, MinskИнститут тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси, МинскA. V. Luikov Heat and Mass Transfer Institute of the National Academy of Sciences of Belarus, Minsk201624052016602102108Copyright © ЧЕРЕНДА Н.Н., БАСАЛАЙ А.В., ШИМАНСКИЙ В.И., УГЛОВ В.В., АСТАШИНСКИЙ В.М., 20162016ЧЕРЕНДА Н.Н., БАСАЛАЙ А.В., ШИМАНСКИЙ В.И., УГЛОВ В.В., АСТАШИНСКИЙ В.М.CHERENDA N.N., BASALAI A.V., SHYMANSKI V.I., UGLOV V.V., ASTASHYNSKI V.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/43

В работе представлены результаты исследований фазового и элементного состава, структуры, микротвердости и коэффициента трения поверхностного слоя сплава Ti-6Al-4V, подвергнутого воздействию компрессионных пламенных потоков (КПП). Установлено, что воздействие КПП приводит к формированию модифицированного слоя толщиной до 24 мкм, содержащего фазы δ-TiNx, α′-Ti(N), α-Ti и β-Ti. Обработка КПП приводит к более равномерному распределению легирующих элементов и снижению концентрации алюминия в поверхностном слое. Плазменная модификация поверхности позволяет повысить микротвердость поверхностного слоя в 1,5 раза и снизить коэффициент трения в 2 раза по сравнению с исходным образцом.

The results of investigation of elemental and phase composition, structure, microhardness, and friction coefficient of the Ti-6Al-4V alloy surface layer treated by compression plasma flows are presented. The findings showed that the plasma impact resulted in forming a modified layer with the thickness of up to 24 μm containing δ-TiNx, α′-Ti(N), α-Ti and β-Ti phases. The treatment of the Ti-6Al-4V alloy by compression plasma flows led to a more uniform alloying element distribution in the modified layer and to a decrease of the aluminium concentration. The plasma surface modification allows the surface layer microhardness to be increased by a factor of 1.5 and the friction coefficient to be decreased by a factor of 2 in comparison with the initial sample.

компрессионные плазменные потокититановый сплавфазовый составструктурамикротвердостькоэффициент тренияcompression plasma flowstitanium alloyphase compositionstructuremicrohardnessfriction coefficientReferencesLiu, X. Surface modification of titanium, titanium alloys and related materials for biomedical applications / X. Liu, P. K. Chu, Ch. Ding // Mater. Sci. and Eng. R. – 2004. – Vol. 47. – P. 49–121.Liu, X. Surface modification of titanium, titanium alloys and related materials for biomedical applications / X. Liu, P. K. Chu, Ch. Ding // Mater. Sci. and Eng. R. – 2004. – Vol. 47. – P. 49–121.Перспективные технологии легких и специальных сплавов / А. А. Ильин [и др.] // Применение титана и его сплавов в медицине. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. – С. 399–408.Перспективные технологии легких и специальных сплавов / А. А. Ильин [и др.] // Применение титана и его сплавов в медицине. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. – С. 399–408.Okazaki, Y. Corrosion resistance, mechanical properties, corrosion fatigue strength and biocompatibility of new Ti alloys without V for medical implants / Y. Okazaki, E. Shimura // Proc. World conf. on titanium, 9th. – St. Peterburg, 1999. – P. 1135–1150.Okazaki, Y. Corrosion resistance, mechanical properties, corrosion fatigue strength and biocompatibility of new Ti alloys without V for medical implants / Y. Okazaki, E. Shimura // Proc. World conf. on titanium, 9th. – St. Peterburg, 1999. – P. 1135–1150.Gotman, I. Characteristics of metals used in implants / I. Gotman // J. of Endourology. – 1997. – Vol. 11, N 6. – P. 383–388.Gotman, I. Characteristics of metals used in implants / I. Gotman // J. of Endourology. – 1997. – Vol. 11, N 6. – P. 383–388.Азотирование поверхностного слоя стали и титана компрессионными плазменными потоками / Н. Н. Черенда [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2012. – № 4. – C. 35–42.Азотирование поверхностного слоя стали и титана компрессионными плазменными потоками / Н. Н. Черенда [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2012. – № 4. – C. 35–42.Структурно-фазовые превращения в титане, легированном атомами хрома и молибдена при воздействии компрессионных плазменных потоков / В. В. Углов [и др.] // Перспективные материалы. – 2010. – № 1 – С. 24–32.Структурно-фазовые превращения в титане, легированном атомами хрома и молибдена при воздействии компрессионных плазменных потоков / В. В. Углов [и др.] // Перспективные материалы. – 2010. – № 1 – С. 24–32.Колачев, Б. А. Титановые сплавы разных стран: справочник / Б. А. Колачев, И. С. Полькин, В. Д. Талалаев. – М.: ВИЛС, 2000 – 316 с.Колачев, Б. А. Титановые сплавы разных стран: справочник / Б. А. Колачев, И. С. Полькин, В. Д. Талалаев. – М.: ВИЛС, 2000 – 316 с.Перспективные радиационно-пучковые технологии обработки материалов / В. А. Грибков [и др.]; под ред. Б. А. Калина. – М.: Круглый год, 2001. – 528 с.Перспективные радиационно-пучковые технологии обработки материалов / В. А. Грибков [и др.]; под ред. Б. А. Калина. – М.: Круглый год, 2001. – 528 с.Физические величины: справочник / А. П. Бабичев [и др.]; под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. – М: Энергоатомиздат, 1991. – 1232 с.Физические величины: справочник / А. П. Бабичев [и др.]; под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. – М: Энергоатомиздат, 1991. – 1232 с.Шиманский, В. И. Структурно-фазовое состояние титана, легированного атомами Mo, Cr, Ni, Zr и Al при воздействии компрессионными плазменными потоками и сильноточными электронными пучками: дис. … канд. физ.- .- мат. наук: 01.04.07 / В. И. Шиманский. – Минск, 2013. – 175 с.Шиманский, В. И. Структурно-фазовое состояние титана, легированного атомами Mo, Cr, Ni, Zr и Al при воздействии компрессионными плазменными потоками и сильноточными электронными пучками: дис. … канд. физ.- .- мат. наук: 01.04.07 / В. И. Шиманский. – Минск, 2013. – 175 с.Краткий справочник по химии / под общ. ред. О. Д. Куриленко. – Киев: Навукова думка, 1974. – 991 с.Краткий справочник по химии / под общ. ред. О. Д. Куриленко. – Киев: Навукова думка, 1974. – 991 с.Беркович, И. И. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения: учебник для вузов / И. И. Беркович, Д. Г. Громаковский. – Самара: Изд-во Самар. гос. техн. ун-та, 2000. – 268 с.Беркович, И. И. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения: учебник для вузов / И. И. Беркович, Д. Г. Громаковский. – Самара: Изд-во Самар. гос. техн. ун-та, 2000. – 268 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.