ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫХ TI3Al ПОКРЫТИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ ДОБАВКИ B4C И ТЕМПЕРАТУРЫ ОТЖИГА
PROPERTIES OF TI3Al ELECTROSPARK COATINGS DEPENDING ON B4C ADDITIVE CONCENTRATION AND ANNEALING TEMPERATURE
Пячин Сергей Анатольевич – доктор физико-математических наук, доцент, заведующий лаборато-рией функциональных материалов и покрытий Института материаловедения Хабаровского научного центра ДВО РАН (Россия, Хабаровск); 680042, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 153; тел.: + 7 (4212) 22-56-98. E-mail: pyachin@mail.ru
Mr. Sergei A. Pyachin – Doctor in Physical and Mathematical Sciences, associate Professor, head of labora-tory of functional materials and coatings, Institute of Materials, Far Eastern Branch, the Russian Academy of Sciences (Russia, Khabarovsk); 680042, Khabarovsk, 153 Tikhookeanskaya str.; tel.: + 7 (4212) 22-56-98. E-mail: pyachin@mail.ru.
Бурков Александр Анатольевич – кандидат физико-математических наук, старший научный со-трудник Института материаловедения Хабаровского научного центра ДВО РАН (Россия, Хабаровск); 680042, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 153; тел.: + 7 (4212) 22-56-98. E-mail: burkovalex@mail.ru
Mr. Alexander A. Burkov – PhD in Physical and Mathematical Sciences, researcher, Institute of Materials, Far Eastern Branch, the Russian Academy of Sciences (Russia, Khabarovsk); 680042, Khabarovsk, 153 Tikhookeanskaya str.; tel.: + 7 (4212) 22-56-98. E-mail: burkovalex@mail.ru.
Мокрицкий Борис Яковлевич – доктор технических наук, профессор кафедры технологии машино-строения Комсомольского-на-Амуре государственного университета (Россия, Комсомольск-на-Амуре); 681013, Хабаровский край, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27. E-mail: bo-ris@knastu.ru
Mr. Boris Ya. Mokritskii – Doctor of Engineering, Mechanical Engineering Department, Komsomolsk-on-Amur State University (Russia, Komsomolsk-on-Amur); 681013, Khabarovsk territory, Komsomolsk-on-Amur, 27 Lenin str. E-mail: boris@knastu.ru.
Власова Нурия Мунавировна – кандидат технических наук, научный сотрудник Института матери-аловедения Хабаровского научного центра ДВО РАН (Россия, Хабаровск); 680042, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 153; тел.: + 7 (4212) 22-56-98. E-mail: vlasova64@yandex.ru
Ms. Nuriya M. Vlasova – PhD in Engineering, researcher, Institute of Materials, Far Eastern Branch, the Russian Academy of Sciences (Russia, Khabarovsk); 680042, Khabarovsk, 153 Tikhookeanskaya str.; tel.: + 7 (4212) 22-56-98. E-mail: vlasova64@yandex.ru.
Аннотация. Аннотация. Изучено влияние отжига в вакууме на характеристики электроискровых покрытий из алюминида титана Ti3Al с добавками B4C на титановом сплаве Ti6Al4V. Установлено, что составы осаждённых слоёв изменяются после нагрева при температурах выше 600 С за счёт образования оксида титана TiO и снижения концентрации боридов TiB и TiB2. В результате высокотемпературного отжига микротвёрдость покрытия Ti3Al+5%B4C возросла в 2,3 раза, а износостойкость электроискровых Ti3Al+10%B4C покрытий – в 3 раза. Коэффициент трения всех покрытий снизился на 10 – 15 %.
Summary. Summary. The effect of vacuum annealing on the characteristics of titanium aluminide Ti3Al coatings with B4C additives on Ti6Al4V titanium alloy was investigated. It was established that the compositions of the deposited layers changed after annealing at temperatures above 600 C due to the formation of titanium oxide TiO and the decrease in the concentrations of borides TiB and TiB2. Due to the high-temperature annealing, the microhardness of the Ti3Al+5% B4C coating increased in 2.3 times, and the wear resistance of the electric spark Ti3Al+10% B4C coating increased in 3 times. The friction coefficient of all coatings decreased by 10 – 15%.
Ключевые слова: Ключевые слова: электроискровое легирование, покрытие, интерметаллид, карбид бора, состав, отжиг, микротвёрдость, износостойкость.
Key words: Key words: electrospark alloying, coating, intermetallic, boron carbide, composition, annealing, microhardness, wear resistance.
«Ученые записки КнАГТУ». № I - 1(37) 2019 «Науки о природе и технике», с. 84 - 90
«Scholarly Notes of Komsomolsk-na-Amure State Technical University». Issue I - 1(37) 2019 «Engineering and Natural Sciences», p. 84 - 90
DOI 10.17084/II-1(37).11
References
1. Issledovanie zharostoikosti i kinetiki izmeneniia elementnogo sostava kompozitsii iz titanovo-go splava VT4-1 s zharostoikimi pokrytiiami / D. A. Aleksandrov, S. A. Muboiadzhian, A. M. Gaiamov, D. S. Gorlov // Aviatsionnye materialy i tekhnologii. – 2014. – № 5. – S. 61-66.
2. Gorynin, I. V. Titan v mashinostroenii / I. V. Gorynin, B. B. Chechulin. – M: Mashinostroenie, 1990. – 400 s.
3. Imaev, V. M. Sovremennoe sostoianie issledovanii i perspektivy razvitiia tekhnologii interme-tallidnykh γ-TiAl splavov / V. M. Imaev, R. M. Imaev, T. I. Oleneva // Pis'ma o materialakh. – 2011. – T.1. – № 1. – S.25-31.
4. Formirovanie termicheski stabil'noi struktury v titanovom splave s povyshennym soderzhaniem aliuminiia pri termovodorodnoi obrabotke / A. A. Il'in, S. V. Skvortsova, O. N. Gvozdeva, V. A. Po-zhoga // Titan. – 2012. – № 2(36). – S. 4-10.
5. Piachin, S. A. Formirovanie i issledovanie elektroiskrovykh pokrytii na osnove aliuminidov ti-tana / S. A. Piachin, A. A. Burkov, V. S. Komarova // Poverkhnost'. Rentgenovskie, sinkhrotronnye i neitronnye issledovaniia. – 2013. – Vyp. 6. – S. 16-24.
6. Vliianie dobavok oksidov i karbidov metallov na svoistva intermetallidnykh Ti3Al elektroiskro-vykh pokrytii / S. A. Piachin, A. A. Burkov, N. M. Vlasova, E. A. Kirichenko // Fundamental'nye pro-blemy sovremennogo materialovedeniia. – 2016. – T. 13. – № 2. – S. 168-173.
7. Iznosostoikost' i zharostoikost' elektroiskrovykh pokrytii na osnove Ti3Al s dobavkoi karbida bora // S. A. Piachin, A. A. Burkov, N. M. Vlasova, E. A. Kirichenko, B. Ia. Mokritskii, E. R. Zaikova // Uchenye zapiski Komsomol'skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Nauki o prirode i tekhnike. – 2017. – № I-1(29). – S. 49-55.
8. Semenova, I. P. Nanostrukturnye titanovye splavy: novye razrabotki i perspektivy primeneniia / I. P. Semenova, G. I. Raab, R. Z. Valiev // Rossiiskie nanotekhnologii. – 2014. – T. 9. – № 5-6. – S. 84-95.
9. Anandan, C. Effect of PostNitride Annealing on Wear and Corrosion Behavior of Titanium Alloy Ti-6Al-4V / C. Anandan, L. Mohan // Journal of Materials Engineering and Performance. – 2016. – Vol. 25. – P. 4416-4424.
10. Effect of the content of B4C on microstructural evolution and wear behaviors of the laser-clad coatings fabricated on Ti6Al4V / L. L. Bai, J. Li, J. L. Chen, J. Z. Shao, C. C. Qu // Optics and Laser Technology. – 2016. – Vol. 76. – P. 33-45.
11. Jin, J. The influence of plasma nitriding on microstructure and properties of CrN and CrNiN coatings on Ti6Al4V by magnetron sputtering / J. Jin, H. Duan, X. Li // Vacuum. – 2017. – Vol. 136. – P. 112-120.
12. Effects of annealing on tensile property and corrosion behavior of Ti-Al-Zr alloy / Tae-Kyu Kim, Byung-Seon Choi, Yong-Hwan Jeong, Doo-Jeong Lee, Moon-Hee Chang // Journal of Nuclear Materials. – 2002. – Vol. 301. – P. 81-89.
13. Influence of ion implantation on nanoscale intermetallic – phase formation in Ti-Al, Ni-Al and Ni-Ti systems / I. A. Kurzina, E. V. Kozlov, Yu. P. Sharkeev, A. I. Ryabchikov, I. B. Stepanov, I. A. Bozhko, M. P. Kalashnikov, D. O. Sivin, S. V. Fortuna // Surf. Coat. Technology. – 2007. – Vol. 201. – P. 8463-8468.
14. Leyens, C. Intermetallic Ti-Al coatings for protection of titanium alloys: oxidation and mechanical be-havior / C. Leyens, M. Peters, W. A. Kaysser // Surface and Coatings Technology. – 1997. – Vol. 94-95. – P. 34.
15. Microstructure and properties of TiB2-TiB reinforced titanium matrix composite coating by laser clad-ding / Y. Lin, J. Yao, Y. Lei, H. Fu, L. Wang // Optics and Lasers in Engineering. – 2016. – Vol. 86. – P. 216-227.
16. Microstructure and high temperature oxidation resistance of in-situ synthesized TiN/Ti3Al intermetallic composite coatings on Ti6Al4V alloy by laser cladding process / H. Liu, X. Zhang, Y. Jiang, R. Zhou // Journal of Alloys and Compounds. – 2016. – Vol. 670. – P. 268-274.
17. High-temperature wear and oxidation behaviors of TiNi/Ti2Ni matrix composite coatings with TaC addi-tion prepared on Ti6Al4V by laser cladding / Y. H. Lv, J. Li, Y. F. Tao, L. F. Hu // Applied Surface Science. – 2017. – Vol. 402. – P. 478-494.
18. Influence of SiC-Ti/Al on the Microstructural and Mechanical Properties of Deposited Ti-6V-4Al Alloy with Cold Spray Technique / K. E. Machethe, A. P. I. Popoola, D. I. Adebiyi, O. S. I. Fayomi // Procedia Manufacturing. – 2017. – Vol. 7. – P. 549-555.
19. PalDey, S. Cathodic arc deposited thin film coatings based on TiAl intermetallics / S. PalDey, S. C. Dee-vi, T. L. Alford // Intermetallics. – 2004. – Vol. 12. – Iss. 7-9. – P. 985-999.
20. Fretting Fatigue in Aircraft Components Made of Ti-Al-V Alloys / M. Sujata, M. Madan, K. Raghavendra, S. K. Bhaumik // Procedia Engineering. – 2013. – Vol. 55. – P. 481-486.
21. Antimicrobial property, cytocompatibility and corrosion resistance of Zn-doped ZrO2/TiO2 coatings on Ti6Al4V implants / R. Wang, X. He, Y. Gao, X. Yao, B. Tang // Materials Science and Engineering. – 2017. – Vol. 75. – P. 7-15.
Ссылка на текст статьи
© 2019 S. A. Pyachin, A. A. Burkov, B. Ya. Mokritskii, N. M. Vlasova. This is an Open Access article distributed under the terms of the Russian Index of Science Citation License http://www.uzknastu.ru/files/forautors/en/License%20Agreement.doc, allowing third parties to copy and redistribute the material in any medium or format and to remix, transform, and build upon the material for any purpose, even commercially, provided the original work is properly cited and states its license.
© 2019 Пячин С. А., Бурков А. А., Мокрицкий Б. Я., Власова Н. М. Данная статья находится в Открытом Доступе и распространяется на условиях лицензии Российского Индекса Научного цитирования http://www.uzknastu.ru/files/forautors/en/License%20Agreement.doc, в соответствии с которыми третьи лица имеют право копировать и повторно распространять этот материал на любых носителях и в любом формате, а также микшировать, изменять и использовать в качестве основы для любых целей, в том числе коммерческих, при условии, что на оригинальное произведение сделаны должным образом оформленные ссылки и что приведена информация о действующей в отношении него лицензии.
Произведение «ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫХ TI3Al ПОКРЫТИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ ДОБАВКИ B4C И ТЕМПЕРАТУРЫ ОТЖИГА» созданное автором по имени Пячин С. А., Бурков А. А., Мокрицкий Б. Я., Власова Н. М., публикуется на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная
Основано на произведении с http://www.uzknastu.ru/files/translit/2019/I-1(37)/11.htm