Кінетичні особливості азотування титану, зумовлені фазово-структурними перетвореннями

Abstract

Аналітично змодельовано високотемпературне (Т = 1000°С) азотування титану. Проаналізовано роль азоту як α-стабілізатора у формуванні тришарової дифузійної зони. Розв’язано задачу про дифузію азоту в такому неоднорідному середовищі з урахуванням переміщень міжфазних границь. Розраховано константи параболічного росту шарів, що дало можливість передбачити розподіл азоту в дифузійній зоні. Зафіксовано еволюцію (після витримок 1 і 5 h) мікроструктури дифузійного шару, зумовлену структурно-фазовими перетвореннями під час дифузії азоту.

Аналитически смоделирован процесс высокотемпературного (1000°С) азотирования титана. Выявлена роль азота как α-стабилизатора в формировании трехслойной диффузионной зоны. Решена задача о диффузии азота в такой неоднородной среде с учетом перемещений межфазных границ. Рассчитаны константы параболического роста слоев, что позволило предвидеть распределение азота в диффузионной зоне. Зафиксировано эволюцию (после выдержек 1 и 5 h) микроструктуры диффузионного слоя, обусловленную структурно-фазовыми превращениями при диффузии азота.

The process of high-temperature (Т = 1000°С) nitriding of titanium was modelled analytically. It the role of nitrogen as α-stabilizer in forming the diffusion zone which contains three layers was shown. Within the framework of the reaction diffusion the solution of the problem on hydrogen diffusion in such heterogeneous medium taking into account the motion of interfaces was obtained. The constants of parabolic growth of layers were calculated. It allowed to foresee the kinetics of their growth and distribution of nitrogen in diffusion zone. The microstructural evolution (after processing times of 1 and 5 h) of the diffusion zone which is caused by the phase-structural transformations during diffusion of nitrogen was recorded.