Электроискровое осаждение покрытий с использованием порошка Cr3C2 и их характеристика

Получена: 04 февраля 2019; Исправлена: 28 апреля 2019; Принята: 29 апреля 2019
Цитирование: А.А. Бурков, М.А. Кулик. Электроискровое осаждение покрытий с использованием порошка Cr3C2 и их характеристика. Письма о материалах. 2019. Т.9. №2. С.243-248
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2019-2-243-248

Аннотация

Зерна карбида титана с дендритной структурой, окруженные Ti-Cr связкой, наблюдались в микроструктуре покрытия на сплаве Ti6Al4V, полученного электроискровым осаждением в среде титановых гранул с использованием порошка Cr3C2.Смесь титановых гранул с порошком карбида хрома Cr3C2 была использована для приготовления Ti-C-Cr покрытий на титановом сплаве Ti6Al4V методом электроискровой обработки в гранулах. Были приготовлены три смеси гранул с содержанием карбида хрома 2.7; 5.1 и 7.4 об.%. По данным рентгенофазового анализа установлено, что в составе покрытий наблюдались карбид титана, αTi, хром и карбид Cr7C3. Карбид титана образовался в результате декарбидизации Cr3C2 при его взаимодействии с расплавленным титаном в условиях воздействия электрических разрядов. С увеличением содержания порошка Cr3C2 в смеси гранул средняя толщина покрытий возрастала от 18 до 34 мкм. В микроструктуре покрытий наблюдались зерна карбида титана с дендритной структурой, окруженные Ti-Cr связкой. Согласно данным микрорентгеноспектрального анализа концентрации хрома и углерода снижались при сканировании от поверхностных слоев покрытия к подложке. С увеличением концентрации порошка Cr3C2 в смеси гранул от 2.7 до 5.1 об.% возрастала микротвердость покрытий с 5.2 до 10.6 ГПа. Это выше, чем у сплава Ti6Al4V в 1.7 – 3.5 раза. Средние значения коэффициентов трения покрытий находились в пределах 0.57 – 0.58, что на 20 % ниже, чем у сплава Ti6Al4V. Испытания на износ в режиме сухого трения, показали, что Ti-C-Cr покрытия имели интенсивность изнашивания в пределах от 0.41×10−6 до 2.38 ×10−6 мм3 / Нм. Таким образом, они могут повы- сить износостойкость сплава Ti6Al4V от 18 до 107 раз. Тестирование образцов на стойкость к высокотемпературной газовой коррозии при температуре 900°С в течение 100 часов показало, что технология электроискровой обработки в смеси титановых гранул с 7.4 об.% порошка карбида хрома позволяет улучшить жаростойкость сплава Ti6Al4V в 3 раза.

Ссылки (17)

1. A. A. Ilyin, B. A. Kolachev, I. S. Polkin. Titanium alloys. Composition, structure, properties. Reference book. Moscow, VILS-MATI (2009) 520 p. (in Russian) [А. А. Ильин, Б. А. Колачёв, И. С. Полькин. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства. Справочник. Москва, ВИЛС-МАТИ (2009) 520 с.].
2. H. Man, Z. Cui, T. Yue, F. Cheng. Mater. Sci. Eng. A. 355, 167 (2003). Crossref
3. H. M. Wang, Y. F. Liu. Mater. Sci. Eng. A. 338, 126 (2002). Crossref
4. B. Ganesh, W. Sha, N. Ramanaiah, A. Krishnaiah. Mater. Des. 56, 480 (2014). Crossref
5. J. Dai, S. Li, H. Zhang, H. Yu, C. Chen, Y. Li. Surf. Coat. Technol. 344, 479 (2018). Crossref
6. Y. J. Hao, J. X. Liu, J. C. Li, S. K. Li, Q. H. Zou, X. W. Chen. Mater. Des. 65, 94 (2015). Crossref
7. V. Peretti, S. Ferraris, G. Gautier, C. Hellmich, O. Lahayne, B. Stella, S. Yamaguchi, S. Spriano. Tribol. Int. 126, 21 (2018). Crossref
8. Z.-Y. Zhou, X.-B. Liu, S.-G. Zhuang, M. Wang, Y.-S. Luo, R. Tu, S.-F. Zhou. Opt. Laser Technol. 109, 99 (2019). Crossref
9. A. Anand, M. Das, B. Kundu, V. K. Balla, S. Bodhak, S. Gangadharan. J. Therm. Spray Technol. 26, 2013 (2017). Crossref
10. A. A. Burkov. Letters on Materials. 5 (20), 371 (2015). (in Russian) [А. А. Бурков. Письма о материалах. 5 (20), 371 (2015).]. Crossref
11. B. R. Lazarenko, N. I. Lazarenko. Electrospark processing of current-conducting materials. Moscow, Publishing House of the Academy of Sciences USSR (1958) 183 p. (in Russian) [Б. Р. Лазаренко, Н. И. Лазаренко. Электроискровая обработка токопроводящих материалов. Москва, Изд-во АН СССР (1958) 183 с.].
12. A. A. Burkov, S. A. Pyachin. Mater. and Des. 80, 109 (2015). Crossref
13. A. A. Burkov, A. V. Zaitsev, V. O. Krutikova. Letters on Materials. 8 (2), 190 (2018). (in Russian) [А. А. Бурков, А. В. Зайцев, В. О. Крутикова. Письма о материалах. 8 (2), 190 (2018).]. Crossref
14. Y. Gao, C. Zhao, J. Yi. Transactions of the China Welding Institution. 33 (3), 49 (2012).
15. P. Topală, L. Slătineanu, O. Dodun, M. Coteaţă, N. Pînzaru. Mater. Manuf. Processes. 25, 932 (2010). Crossref
16. Y. Garip, O. Ozdemir. J. Alloys Compd. 780, 364 (2019). Crossref
17. M. Salmaliyan, F. Malek Ghaeni, M. Ebrahimnia. Surf. Coat. Technol. 321, 81 (2017). Crossref

Другие статьи на эту тему