Поверхностное упрочнение титанового сплава минералами

А.В. Сказочкин, А.С. Усеинов, С.В. Кислов показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 21 августа 2017; Исправлена: 06 октября 2017; Принята: 08 октября 2017
Цитирование: А.В. Сказочкин, А.С. Усеинов, С.В. Кислов. Поверхностное упрочнение титанового сплава минералами. Письма о материалах. 2018. Т.8. №1. С.81-87
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-1-81-87

Аннотация

Проведено сравнительное исследование износостойкости, твердости и модуля упругости образцов из титанового сплава ВТ6 с минеральным покрытием, созданным при использовании низкотемпературных технологических операций, и без покрытия. Учитывая особенности измерения физико-механических свойств тонких модифицированных слоев, измерение износостойкости было выполнено методом многоциклового трения сапфировой сферой с контролем силы прижима и углубления наконечника в образец. Создание минерального слоя увеличило твердость поверхности образца из титанового сплава на 45-70%. Износостойкость поверхности образца, модифицированной минералами, увеличилась в 4-5 раз по сравнению с износостойкостью поверхности титанового сплава ВТ6 без модификации.Проведено сравнительное исследование износостойкости, твердости и модуля упругости образцов из титанового сплава ВТ6 с минеральным покрытием, созданным при использовании низкотемпературных технологических операций (локальный нагрев до 80 0С), и без покрытия. Измерения твердости и модуля упругости в режиме наноиндентирования были проведены путем нанесения серии уколов с различной максимальной нагрузкой. Нагрузка подбиралась таким образом, чтобы глубина внедрения наконечника в материал составляла от 500 нм до 4 мкм при оценочной толщине модифицированного слоя около 10 мкм. Создание минерального слоя увеличило твердость поверхности образца из титанового сплава на 45-70%, а также увеличило параметры шероховатости образцов в 2-3 раза. Корректность измерения определяется тем, что на малых глубинах влияние подложки на измеряемые величины мала, и поэтому ею можно было пренебречь. Разброс данных сопоставим с измеряемыми величинами, что, возможно, связано с относительно большой шероховатостью образцов. Учитывая особенности измерения физико-механических свойств тонких модифицированных слоев, измерение износостойкости было выполнено методом многоциклового трения сапфировой сферой с контролем силы прижима и углубления наконечника в образец. Использование такой системы измерения особенно важно при испытании тонких слоев, когда толщина слоя сопоставима с параметрами шероховатости поверхности. Износостойкость поверхности образца, модифицированной минералами, увеличилась в 4-5 раз по сравнению с износостойкостью поверхности титанового сплава ВТ6 без модификации. По мнению авторов, результаты исследования открывают большие потенциальные возможности использования металлических деталей из титана и титановых сплавов с минеральными покрытиями в различных устройствах и механизмах.

Ссылки (15)

1. A. A. Ilyin, B. A. Kolachev, I. S. Polkin. Titanic alloys. Structure, composition, properties. Reference book. M.: VILS-MATI. (2009) 520 p. (in Russian) [A. A. Ильин, Б. А. Колачев, И. С. Полькин Титановые сплавы. Состав, структура, свойства. Справочник. М.: ВИЛС-МАТИ. (2009). 520 с.].
2. M Long., Rack H. J. Biomaterials. 18, 1621 - 1639 (1998).
3. Patent RF № 2421548, 20.06.2011. (in Russian) [Патент РФ № 2421548, 20.06.2011 г.].
4. S. V. Kislov, V. G. Kislov, A. V. Skazochkin, G. G. Bondarenko, A. N. Tikhonov. Russian Metallurgy (Metally). 7, 558 - 564 (2015) (in Russian) [С. В. Кислов, В. Г. Кислов, А. В. Сказочкин, Г. Г. Бондаренко, А. Н. Тихонов. Металлы. 4, 56 - 63 (2015).]. Crossref
5. S. V. Kislov, V. G. Kislov, A. V. Skazochkin, G. G. Bondarenko, A. N. Tikhonov. Oil and Gas. 4, 216 - 230 (2015). (in Russian) [С. В. Кислов, В. Г. Кислов, А. В. Сказочкин, Г. Г. Бондаренко, А. Н. Тихонов. Нефтегазовое дело. 4, 216 - 230 (2015).].
6. P. V. Balash, S. V. Kislov, A. V. Skazochkin. Innovation. 12, 95 - 105 (2015). (in Russian) [П. В. Балаш, С. В. Кислов, А. В. Сказочкин. Инновации. 12, 95 - 105 (2015)].
7. S. V. Kislov, V. G. Kislov, P. V. Balasch, A. V. Skazochkin, G. G. Bondarenko and A. N. Tikhonov. Materials Science and Engineering / IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 110 (2016). Х/110/1/012048. Crossref
8. S. V. Kislov, V. G. Kislov, P. V. Balasch, A. V. Skazochkin. Pump. Turbines. Systems. 4, 35 - 45 (2016). (in Russian) [С. В. Кислов, П. В. Балаш, В. Г. Кислов, А. В. Сказочкин. Насосы. Турбины. Системы. 4, 35 - 45 (2016).].
9. S. V. Kislov, V. G. Kislov, P. V. Balasch, A. V. Skazochkin. Materials of the International Conference «The prospects of development of new technologies in power industry of Russia», Moscow. M.: VTI, (2016) p. 229 - 234. (in Russian) [С. В. Кислов, В. Г Кислов, П. В. Балаш, А. В. Сказочкин. Материалы Междунар. конф. «Перспективы развития новых технологий в энергетике России», Москва. М.: ОАО «ВТИ», 2016. с. 229 - 234].
10. S. V. Kislov, V. G. Kislov, P. V. Balasch, A. V. Skazochkin. Chemical technique. 8, 20 - 30 (2016). (in Russian) [С. В. Кислов, П. В. Балаш, В. Г. Кислов, А. В. Сказочкин. Химическая техника. 8, 20 - 30 (2016)].
11. A. Useinov, K. Gogolinskiy and V. Reshetov. International J. of Mater. Research. 7, 968 - 972 (2009).
12. А. Useinov. Instruments and Experimental Techniques. 1, 134 - 138 (2004). (in Russian) [А. Усеинов. Приборы и техника эксперимента. 1, 134 - 138 (2004)].
13. A. Useinov, K. Kravchuk, N. Lvova. Nanoindustry. 4, 46 - 50 (2011). (in Russian) [А. Усеинов, К. Кравчук, Н. Львова. Наноиндустрия. 4, 46 - 50 (2011).].
14. A. Useinov, C. Useinov. Nanoindustry. 6, 28 - 32 (2010). (in Russian) [А. Усеинов, С. Усеинов. Наноиндустрия. 6, 28 - 32 (2010).].
15. V. V. Grushev, S. Yu. Lazarev Industrial application of mineral coatings and ultrasonic processing. Chita: ZabGU. (2012) 144 p. (in Russian) [В. В. Грушев, С. Ю. Лазарев Промышленное применение минеральных покрытий и ультразвуковой обработки. Чита: ЗабГУ (2012) 144 с.].

Цитирования (4)

1.
A. V. Skazochkin, G. G. Bondarenko, P. Żukowski. Prib. metody izmer. 10(3), 263 (2019). Crossref
2.
A. A. Skazochkin, G. G. Bondarenko, P. Żukowski. Prib. metody izmer. 11(3), 212 (2020). Crossref
3.
A. Skazochkin. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 996, 012023 (2020). Crossref
4.
V. V. Efremov, O. B. Shcherbina, M. N. Palatnikov, Yu. V. Radyush. Tech. Phys. 65(6), 896 (2020). Crossref

Другие статьи на эту тему