Дослідження втомної міцності титанових сплавів, модифікованих вакуумним іонним азотуванням в імпульсному режимі, при високочастотному навантаженні

Автор(и)

  • Анатолій Рутковський Інститут проблем міцності ім. Г. С. Писаренко НАН України, м. Київ, Україна
  • Олександр Трапезон Інститут проблем міцності ім. Г. С. Писаренко НАН України, м. Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-8567-9854
  • Сергій Маркович Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна https://orcid.org/0000-0003-1393-2360
  • Олег Бевз Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна https://orcid.org/0000-0003-1606-2372

DOI:

https://doi.org/10.32515/2664-262X.2026.14(45).163-171

Ключові слова:

іонне азотування, імпульсний режим, титановий сплав, межа витривалості, навантаження

Анотація

В роботі проведено експериментальні дослідження з визначення втомної міцності тонколистового титану ВТ1-0 до та після модифікування поверхневого шару вакуумним іонним азотуванням в імпульсному режимі. Втомні випробування призматичних зразків при їх резонансних згинних коливаннях проведено при високій частоті навантаження – (11-12) кГц. Побудовані в результаті проведених випробувань втомні криві на базі 107 циклів навантаження. Проведено випробування п'яти груп зразків – одна група  в стані поставки без обробки і чотири групи після технологічного модифікування шару. З кривих втоми отримано значення меж витривалості  σ-1   при симетричному змінному навантаженні. Показано, що незалежно від варіації параметрів технології вакуумного іонного азотування в імпульсному режимі в заданому їх діапазоні, значення межі витривалості σ-1 титану ВТ1-0 з модифікованою поверхнею вище на (12-17)% порівняно зі значенням σ-1 не модифікованого титану ВТ1-0.

Біографії авторів

Анатолій Рутковський, Інститут проблем міцності ім. Г. С. Писаренко НАН України, м. Київ, Україна

старший науковий співробітник, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник відділу міцності матеріалів і елементів конструкцій в термосилових полях і газових потоках

Олександр Трапезон, Інститут проблем міцності ім. Г. С. Писаренко НАН України, м. Київ, Україна

провідний  науковий співробітник, доктор технічних наук, провідний  науковий співробітник відділу міцності матеріалів і елементів конструкцій в термосилових полях і газових потоках

Сергій Маркович, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна

доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри експлуатації та ремонту машин

Олег Бевз, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна

доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри експлуатації та ремонту машин

Посилання

Referencеs

1. Trapezon, A. G., Lyashenko, B. A., & Lysenkov, M. O.. (2013). Аtigue strength of metals with hardening coatings (Review). Strength of Materials, 45, №3. 284‒294

2. Trapezon, A. G., Lyashenko, B. A., & Rutkovskii, A. V. (1995). Effect of vacuum deposited coatings on the fatigue strength of commercial-grade titanium. Strength of Materials, 27, №11-12. 659‒664

3. Lyashenko, B. A., Trapezon, A. H., & Rutkovskyy, A. V. (2001). Vakuum-plazmennыe pokrыtyya kak rezerv povыshenyya soprotyvlenyya ustalosty lystovыkh materyalov. Vybratsyy v tekhnyke y tekhnolohyyakh, 21, № 5, 76‒79

4. Trapezon, A. G., Lyashenko, B. A., & Lipinskaya, N. V. (2009).Fatigue of VT20 titanium alloy with vacuum-plasma coatings at high temperatures. Strength of Materials, 41, №4. 417‒422

5. Su, Y., Yao, S., & Wei, C. (1999). Influence of single- and multilayer TiN films on the axial tension and fatigue performance of ANSI 1045 steel. Thin Solid Films. 338, № 1-2. 177‒184

6. Das, S., Guha, S., & Ghada,i R. (2017). Structural and mechanical properties of CVD deposited titanium aluminum nitride (TiAlN) thin films. Appl. Phys. A., 123, №412. 1‒5

7. Xing, X., Wang, H., & Jin, T. (2018). Scratch and wear behaviours of metallised Ti thin films deposited on Al2O3 substrate. Appl. Phys. A., 124, № 718. 1‒12

8. Eshaghpour, M., Ebrahimzadeh, I., & Rafiei, M. (2021). Enhanced Surface Properties of Plain Carbon Steel by Duplex Process of Friction Stir Processing and Plasma Nitriding. JMEPEG, 30. 2991‒3002

9. Peng, Z., & Zhao, H. (2021).Corrosion Mechanism of a Plasma Nitriding–Treated Alloy. Strength of Materials, 53, №1. 83‒87

10. Pohrelyuk, I., Lavrys, S., Sakharuk, O., & Stasyshyn, I. (2017). Pretreatment Influence on Titanium Surface Properties After Gas Nitriding. JMEPEG, 26. 5072‒5078

11. Rutkovskyi, A.V., Trapezon, O.H., Markovych, S.I., & Bevz, O.V. (2025). Development of a Technique for Experimental Determination of Fatigue Strength of Test Samples of Titanium Alloys with Modified Surfaces. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 12(43), II, 143-147 [in Ukrainian].

12. Rutkovskyi, A.V., Trapezon, O.H., Mirnenko, V.I., Yermolaiev, V.V., Antoniuk, V.S., & Bondar, A.O. (2013). Metodyka ta rezultaty pryskorenoho vyznachennia tsyklichnoi mitsnosti tytanu z tonko plivkovymy nitrydnymy pokryttiamy. 6-y Mizhnarodnyi sympozium ukrainskykh inzheneriv-mekhanikiv u Lvovi: Tezy dopovidei (21-23 travnia 2003, Lviv). Lviv: 157-158 [in Ukrainian].

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-06-11

Як цитувати

Рутковський, А. В., Трапезон, О., Маркович, С., & Бевз, О. (2026). Дослідження втомної міцності титанових сплавів, модифікованих вакуумним іонним азотуванням в імпульсному режимі, при високочастотному навантаженні. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки, (14(45), 163–171. https://doi.org/10.32515/2664-262X.2026.14(45).163-171

Номер

№ 14(45) (2026): Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 А. В. Рутковський, О. Г. Трапезон, С. І. Маркович, О. В. Бевз

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають