Особенности микроструктуры монокристаллического титана после длительного окисления при температуре 875 °С

摘要

Окисление титана на воздухе в интервале температур 750 - 950 °С сопровождается не только интенсивным ростом оксидного слоя на поверхности металла, но и значительным газонасыщением его объема. Длительная выдержка при высоких температурах и высокое сродство к компонентам газовой смеси (кислороду и азоту) приводит к формированию фаз твердых растворов на всю толщину титановой заготовки. Использование титана высокой чистоты позволяет избежать влияния примесей на изменения происходящие в микроструктуре при длительном воздействии окислительной атмосферы. Установленная кинетическая закономерность прироста массы образца от времени процесса подчиняется экспоненциально-линейной зависимости. Сопоставление кинетических данных с изменениями в микроструктуре титана указывает на нелинейность процесса роста слоев твердых растворов при экспоненциальной зависимости прироста массы образца. Переход к линейной зависимости сопровождается появлением и ростом в объеме металла промежуточного слоя с пониженным значением микротвердости. Использование подхода окислительного конструирования к окислению монокристаллического титана приводит к существенным изменениям в составе и микроструктуре исходного металла. Полученные знания дают возможность осуществлять синтез материалов на основе титана, имеющих слоистую структуру.