Свойства Ti-Al интерметаллидных покрытий, полученных электроискровой обработкой в смеси гранул Ti и Al

Получена 18 сентября 2019; Принята 18 ноября 2019;
Цитирование: А.А. Бурков, М.А. Кулик. Свойства Ti-Al интерметаллидных покрытий, полученных электроискровой обработкой в смеси гранул Ti и Al. Письма о материалах. 2020. Т.10. №1. С.60-65
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-1-60-65

Аннотация

Влияние твердости на износостойкость Ti-Al покрытий носит экспоненциальный характер, и согласуется с моделью Архарда.Титановые сплавы привлекают широкое внимание исследователей из‑за уникального сочетания низкой плотности, высокой прочности и твердости, а также, коррозионной устойчивости и биосовместимости. Поэтому изучение новых методов обработки титана и создания покрытий из интерметаллидов титана представляется актуальным. В настоящей работе рассматриваются свойства Ti-Al покрытий, осажденных методом электроискровой обработки титанового сплава Ti6Al4V в смеси гранул из титана и алюминия в пяти различных соотношениях с содержанием алюминия от 24 до 87 ат.%. Рентгенофазовый анализ показал эволюцию интерметаллидного состава покрытий с ростом содержания алюминия в смеси гранул от фазы AlTi3 до Al3Ti. Потенциодинамические поляризационные испытания в 3.5 %-ном растворе NaCl показали, что покрытия могут улучшить коррозионную стойкость сплава Ti6Al4V. Испытание на высокотемпературную газовую коррозию в течение 100 часов при температуре 900°C показало, что образцы с покрытиями были окислены в 1.1 – 3.4 раза меньше, чем сплава Ti6Al4V. Лучшие свойства показало покрытие с наибольшим содержанием алюминия. Покрытия имели повышенную микротвердость 6.4 – 9.4 ГПа. Наибольшей твердостью обладали покрытия с более близким соотношением титана к алюминию. Износостойкость покрытий в режиме сухого скольжения при нагрузках 10 и 25 Н была в 4 – 27 и 6 – 36 раз выше соответственно, чем у сплава Ti6Al4V. Скорость износа покрытий снижалась с ростом концентрации титана. Зависимость износостойкости покрытий от их твердости для полученных Ti-Al покрытий носит экспоненциальный характер, что согласуется с законом Архарда.

Ссылки (21)

1. R. Sitek, J. Kaminski, J. Borysiuk, H. Matysiak, K. Kubiak, K. J. Kurzydlowski. Intermetallics. 36, 36 (2013). Crossref
2. M. Gizynski, S. Miyazaki, J. Sienkiewicz, S. Kuroda, H. Araki, H. Murakami, Z. Pakiela, A. Yumoto. Surf. Coat. Technol. 315, 240 (2017). Crossref
3. Q. Jia, D. Li, Z. Zhang, N. Zhang, W. Zhao. Mater. Res. Exp. 6, 096408 (2019). Crossref
4. C. J. Wang, P. K. Koech, X. Z. Lin. Journal of the Chinese. Institute of Engineers, Transactions of the Chinese Institute of Engineers, A. 42, 244 (2019). Crossref
5. S. PalDey, S. C. Deevi, T. L. Alford. Intermetallics. 12, 985 (2004). Crossref
6. I. A. Kurzina, E. V. Kozlov, Y. P. Sharkeev, A. I. Ryabchikov, I. B. Stepanov, I. A. Bozhko, M. P. Kalashnikov, D. O. Sivin, S. V. Fortuna. Surf. Coat. Technol. 201, 8463 (2007). Crossref
7. B. Guo, J. Zhou, S. Zhang, H. Zhou, Y. c. Pu, J. Chen. Appl. Surf. Sci. 253, 9301 (2007). Crossref
8. K. E. Machethe, A. P. I. Popoola, D. I. Adebiyi, O. S. I. Fayomi. Proc. Manuf. 7, 549 (2017). Crossref
9. A. A. Burkov. Lett. Mater. 5 (4), 371 (2015). Crossref
10. A. D. Verkhoturov. Russ. Engng. J. 56, 45 (1976).
11. A. D. Verkhoturov, L. M. Murzin. Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 12, 680 (1973). Crossref
12. S. A. Pyachin, A. A. Burkov, V. S. Komarova. J. Surf. Invest. 7 (3), 515 (2013). Crossref
13. D. V. Lazurenko, I. A. Bataev, I. S. Laptev, A. A. Ruktuev, I. N. Maliutina, M. G. Golkovsky, A. A. Bataev. Mater. Charact. 134, 202 (2017). Crossref
14. A. A. Burkov, S. A. Pyachin, V. O. Krutikova. Hardening technologies and coatings. 15 (10), 451 (2019). (in Russian) [А. А. Бурков, С. А. Пячин, В. О. Крутикова. Упрочняющие технологии и покрытия. 15 (10), 451 (2019).].
15. A. A. Burkov, P. G. Chigrin. Surf. Coat. Technol. 351, 68 (2018). Crossref
16. X. L. Zhang, Z. H. Jiang, Z. P. Yao, Y. Song, Z. D. Wu. Corros. Sci. 51, 581 (2009). Crossref
17. Ł. Maj, J. Morgiel, K. Mars, G. Cios, A. Tarasek, E. Godlewska. Mater. Charact. 154, 31 (2019). Crossref
18. S.-G. Liu, J.-M. Wu, S.-C. Zhang, S.-J. Rong, Z.-Z. Li. Wear. 262, 555 (2007). Crossref
19. Y. Liu, W. Liu, Y. Ma, C. Liang, C. Liu, C. Zhang, Q. Cai. Surf. Coat. Technol. 353, 32 (2018). Crossref
20. C. Zhang, M. Zheng, Y. Wang, P. Gao, B. Gan. Surf. Coat. Technol. 378, 124821 (2019). Crossref
21. T. Telliskivi. Wear. 256, 817 (2004). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Российский научный фонд - проект № 19-73-00031