Получение и свойства электроискровых покрытий из гранул Ti3Al с добавками карбидов кремния и бора

С.А. Пячин ORCID logo , Т.Б. Ершова, А.А. Бурков ORCID logo , Н.М. Власова, Е.А. Кириченко, М.А. Кулик, В.О. Крутикова показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 17 декабря 2018; Исправлена: 26 января 2019; Принята: 04 февраля 2019
Цитирование: С.А. Пячин, Т.Б. Ершова, А.А. Бурков, Н.М. Власова, Е.А. Кириченко, М.А. Кулик, В.О. Крутикова. Получение и свойства электроискровых покрытий из гранул Ti3Al с добавками карбидов кремния и бора. Письма о материалах. 2019. Т.9. №2. С.191-196
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2019-2-191-196

Аннотация

Получены Ti-Al, Ti-Al-Si-C и Ti-Al-В-C покрытия на титановом сплаве Ti6Al4V с использованием нового метода электроискрового осаждения из гранул. Покрытие из гранул Ti3Al с 15 масс.% добавкой SiC повышает жаростойкость титанового сплава в 2,3 раза, а износостойкость – в 38 раз.Сформированы композиционные Ti-Al, Ti-Al-Si-C и Ti-Al-В-C покрытия на титановом сплаве Ti6Al4V с использованием нового метода электроискрового осаждения из гранул. Гранулы были изготовлены путем спекания порошков титана и алюминия, смешанных в соотношении 3 :1, в том числе с 15 вес.% добавками карбидов кремния и бора. При нанесении покрытий частота следования разрядных импульсов составляла 1 кГц, а длительность разрядов — 0.1 мс, продолжительность осаждения — 12 мин. Полученные электроискровые покрытия имеют толщину, равную 20 – 40 мкм. Состав поверхностного слоя, образованного при нанесении чистого интерметаллида Ti3Al, практически совпадает с составом исходного электродного материала. Основу Ti-Al-Si-C покрытия составляют TiC, Ti5Si3 и Ti1+хAl1‑х. Электроискровые покрытия, сформированные из Ti-Al-В-С гранул, содержат интерметаллид Ti3Al, бориды TiB и TiB2. Среди исследуемых образцов наибольшей микротвердостью обладает Ti3Al+15 %SiC покрытие, которая примерно в 4 раза выше, чем у титановой подложки из Ti6Al4V. Интенсивность изнашивания титанового сплава при сухом трении снижается более чем в 19 раз, если он покрыт Ti3Al или Ti3Al +15 %B4C покрытиями. Наибольшей износостойкостью обладает покрытие из гранул Ti3Al с 15 масс.% добавкой SiC, скорость его износа в 38 раз ниже по сравнению с Ti6Al4V. Коэффициент трения у полученных композиционных покрытий равен 0.38 – 0.52. Скорость окисления титанового сплава в процессе изотермического нагрева при температуре 900°С можно уменьшить в 1.9 раза, если на него нанести покрытие из алюминида титана Ti3Al, и в 2.3 раза, если нанести покрытие из Ti3Al с добавкой SiC или B4C.

Ссылки (22)

1. F. Movassagh-Alanagh, A. Abdollah-zadeh, M. Aliofkhazraei, M. Abedi. Wear. 390 - 391, 93 (2017). Crossref
2. M. Chen, W. Li, M. Shen, S. Zhu, F. Wang. Corrosion Science. 74, 178 (2013). Crossref
3. I. Gurrappa, A. K. Gogia. Surface and Coatings Technology. 139 (2), 216 (2001). Crossref
4. C. Leyens, M. Peters, W. A. Kaysser. Surface and Coatings Technology. 94 - 95, 34 (1997). Crossref
5. B. Guo, J. Zhou, S. Zhang, H. Zhou, Y. Pu, J. Chen. Applied Surface Science. 253 (24), 9301 (2007). Crossref
6. M. Zhang, M. Shen, L. Xin, X. Ding, S. Zhu, F. Wang. Corrosion Science. 112, 36 (2016). Crossref
7. J. Dai, F. Zhang, A. Wang, H. Yu, C. Chen. Surface and Coatings Technology. 309, 805 (2017). Crossref
8. S. W. Kim, P. Wang, M. H. Oh, D. M. Wee, K. S. Kumar. Intermetallics. 12 (5), 499 (2004). Crossref
9. F. Oukati Sadeq, M. Sharifitabar, M. Shafiee Afarani. Surface and Coatings Technology. 337, 349 (2018). Crossref
10. B. R. Lazarenko, V. V. Mikhailov, A. E. Gitlevich, A. D. Verkhoturov, I. S. Anfimov. Elektronnaya Obrabotka Materialov. 3, 28 (1977).
11. V. V. Mikhailov, A. E. Gitlevich, A. D. Verkhoturov, A. I. Mikhailyuk, A. V. Belyakov, L. A. Konevtsov. Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 49 (5), 373 (2013). Crossref
12. E. A. Levashov, E. I. Zamulaeva, A. E. Kudryashov, P. V. Vakaev, M. I. Petrzhik. Plasma Processes and Polymers. 4 (3), 293 (2007). Crossref
13. V. I. Ivanov, F. K. Burumkulov. Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 46 (5), 416 (2010). Crossref
14. Z. Li, W. Gao, Y. He. Scripta Materialia. 45 (9), 1099 (2001). Crossref
15. Y. Iino, K. Yaesawa. International Journal of Modern Physics B. 17 (8 - 9), 1158 (2003). Crossref
16. S. A. Pyachin, T. B. Ershova, A. A. Burkov, N. M. Vlasova, V. C. Komarova. Russ. J. Non-Ferrous Metals. 57 (3), 266 (2016). Crossref
17. S. A. Pyachin, A. A. Burkov, V. S. Komarova. Journal of Surface Investigation. 7 (3), 515 (2013). Crossref
18. A. A. Burkov, S. A. Pyachin, T. B. Ershova, N. M. Vlasova, E. A. Kirichenko. Fundamental Problems of Modern Materials Science. 14 (2), 159 (2017). (in Russian) [А. А. Бурков, С. А. Пячин, Т. Б. Ершова, Н. М. Власова, Е. А. Кириченко. Фундаментальные Проблемы Современного Материаловедения, 14 (2), 159 (2017).].
19. A. A. Burkov, S. A. Pyachin, N. M. Vlasova. Blank production in mechanical engineering. 15 (10), 473 (2017). (in Russian) [А. А. Бурков, С. А. Пячин, Н. М. Власова. Заготовительные производства в машиностроении. 15 (10), 473 (2017).].
20. A. A. Burkov, S. A. Pyachin. Materials & Design. 80, 109 (2015). Crossref
21. Patent RF № 2650665, 18.05.2017. (in Russian) [Патент РФ № 2650665, 18.05.2017.].
22. A. A. Burkov, S. A. Pyachin, N. M. Vlasova, I. А. Astapov, M. А. Kulik. Obrabotka Metallov. 20 (3), 85 (2018). (in Russian) [А.А. Бурков, С.А. Пячин, Н.М. Власова, И.А. Астапов, М.А. Кулик. Обработка металлов. 20 (3), 85 (2018).]. Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование

1. Правительство Хабаровского края - грант № 1181 / 2018Д от 28.06.2018 г.