Влияние низкоэнергетической ионной имплантации азота на поверхностное упрочнение и высокотемпературное окисление ниобий-молибденовых сплавов

Отработаны режимы модификации поверхности ниобий-молибденового сплава с использованием ионной имплантации азота с целью исследования влияния обработки на защитные свойства сплава при высокотемпературном окислении. Выполнены исследования химического и фазового состава модифицированных поверхностей методами рентгеноспектрального микроанализа и рентгеновской дифракции. Установлена толщина имплантированного слоя методом просвечивающей электронной микроскопии. Приведены результаты измерения модуля упругости, микро- и нанотвердости образцов сплава в исходном и имплантированном азотом состоянии. Испытания имплантированного и исходного сплавов на стойкость к высокотемпературному окислению проведены на воздухе в течение 15, 30, 60 мин при температуре 900°С. Методом сканирующей электронной микроскопии исследована структура поверхности и определена толщина оксидного слоя после проведения испытаний на высокотемпературное окисление. Измерен удельный прирост массы образцов в процессе испытаний. Показано, что в использованных режимах ионной имплантации достигается до 39.3 ат.% азота на глубине ~100 нм в поверхностном слое c образованием нитридов ниобия. Обработка способствует увеличению модуля упругости, микро- и нанотвердости, а также повышению стойкости к высокотемпературному окислению: формируются более тонкие оксидные слои, и образец имеет меньший привес в сравнении с исходным сплавом.

ниобий-молибденовые сплавы, модифицирование поверхности, ионная имплантация, азот, нитриды, высокотемпературное окисление, защитные покрытия, механические свойства