Влияние высокодозовой имплантации ионов металлов и газов на физико-механические свойства титановых сплавов

Abstract

Представлен обзор экспериментальных результатов, полученных авторами по ионной имплантации титановых сплавов и ее влияния на физико-химические и механические свойства. Рассмотрено влияние двойной имплантации ионов (N-Ni; W-Mo; W-Zr) на физико-механические и химические свойства сплавов NiTi, ВТ-6, ВТ-22. Показано, что усталостная прочность имплантированных образцов ВТ-22 при циклических нагрузках повышается, увеличивается нанотвердость и стойкость к износу. В результате двойной имплантации ионов N и W, N и Ni на поверхности NiTi наблюдается характерный рельеф с множеством мелких и средних размеров кратеров. Двойная имплантация ионов N и Ni в образцах TiNi (нитинол) приводит к образованию сложного (двугорбого) профиля ионов N из-за выдавливания из зоны (области) максимальних энергетических потерь ионов Ni в область остаточных растягивающих напряжений.

Подано огляд експериментальних результатів, отриманих авторами щодо іонної імплантації титанових сплавів та її вплив на фізико - хімічні та механічні властивості. Розглянуте вплив подвійної імплантації іонів (N-Ni; W-Mo; W-Zr) на фізико-механічні та хімічні властивості сплавів NiTi, ВТ-6, ВТ-22. Підвищується втомна міцність при циклічних навантаженнях імплантованих зразків ВТ-22, а також збільшуються нанотвердість та стійкість до зношування. В результаті подвійної імплантації іонів N і W, N і Ni на поверхні NiTi, спостерігається характерний рельєф з безліччю кратерів дрібних і середніх розмірів. Подвійна імплантація іонів N і Ni в зразки TiNi (нітинол) призводить до утворення складного (двогорбого) профілю іонів N внаслідок витискування із зони (області) максимальних енергетичних втрат іонів Ni в область залишкової розтягуючої напруги.

The review of the experimental results received by authors on ionic implantation of titanic alloys and its influence on physical and chemical and mechanical properties is submitted. Influence of double implantation of ions (N-Ni is considered; W-Mo; W-Zr) on physico-mechanical and chemical properties of alloys NiTi, ВТ-6, ВТ-22. It is shown, that fatigue durability of implanted samples ВТ-22 at cyclic loadings raises, as nanohardness and wear resistance increases As a result of double implantation of ions N and W, N and Ni on surface NiTi the characteristic relief with set of the small-sized and average sizes of craters is observed. It was shown that the douplex implantation of N and Ni ions into NiTi (nitinol) results in forming complex two-hump profiles of Nions because of displacing from the area maximum energy losses of Ni ions into the area of residual tensile stresses.