ВПЛИВ ПЕРЕДРЕКРИСТАЛІЗАЦІЙНОЇ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ НА ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ЕЛЕКТРОДУГОВИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ ПОКРИТТІВ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2022-161-2-94-100Ключові слова:
електродугове напилення, композиційні покриття, наноструктурування, термічна обробка, мікротвердістьАнотація
Досліджено можливість застосування передрекристалізаційної термічної обробки для підвищення комплексу властивостей композиційних електродугових покриттів систем дріт Св-08Г2С–Al2O3 та дріт 65Г–TiC, сформованих за використання порошку зміцнювальної фази у вільному вигляді. На першому етапі досліджень встановлено оптимальні температурно-часові параметри термічної обробки для традиційних ненаповнених покриттів з дротів Св-08Г2С (температура 450 °С, витримка 2 хв) та 65Г (температура 400 °С, витримка 3 хв), що забезпечує підвищення твердості за Віккерсом на 40 % та 26 %, відповідно. Аналіз дифрактограм, отриманих за допомогою рентгенівського дифрактометра ДРОН-3, показав чітке розширення дифракційних максимумів після проведення передрекристалізаційної термічної обробки, пов’язане з подрібненням субструктурних елементів покриття. Подальше визначення розміру областей когерентного розсіювання рентгенівських випромінювань за формулою Шеррера та за допомогою гармонічного аналізу термооброблених покриттів показало істотне зменшення вказаної характеристики до рівня 100 нм. Встановлено, що мікротвердість металевої матриці покриттів після напилення композиції Св-08Г2С–Al2O3 склала 1,6 ГПа; 65Г–TiC ― 2,6 ГПа. Оптимальним режимом передрекристалізаційної термічної обробки для покриттів Св-08Г2С–Al2O3 є витримка протягом 1хв за температури 450 °С; для покриттів 65Г–TiC ― 2 хв за 400 °С, при цьому спостерігається максимальне підвищення мікротвердості металевої основи на 54 % та 38 %, відповідно. Значніший ефект підвищення твердості композиційних покриттів у порівнянні з ненаповненими після передрекристалізаційної термічної обробки пояснюється додатковим наклепом металевої матриці високошвидкісними твердими частинками Al2O3 та TiC. Металографічні дослідження на сканувальному електронному мікроскопі-мікроаналізаторі РЕММА 102-02 та ZEISS Gemini SEM 500 показали, що для композиційних покриттів характерна типова луската структура, де добре диференціюються частинки дисперсної зміцнювальної фази (Al2O3, TiC). Після проведення передрекристалізаційної термічної обробки структурних змін не спостерігається, пористість залишається на тому ж рівні (близько 8 % та 5 %, відповідно). Експериментальними дослідженнями міцності зчеплення покриттів з металевою основою за методом «витягування конусного штифта» встановлено, що передрекристалізаційна термічна обробка забезпечує її підвищення на 15…20 % у порівнянні з покриттями після напилення
Посилання
S. V. Mal’tseva, I. P. Mel’nikova, A. V. Lyasnikova, and A. M. Zaharevich, “Structure and properties of modified plasma-sprayed composite coatings on a titanium base,” Mechanics of Composite Materials, vol. 52, pp. 531-534, 2016. https://doi.org/10.1007/s11029-016-9603-2 .
Y. S. Borisov, A. L. Borisova, and M. V. Kolomytsev, “High-Velocity Air Plasma Spraying of (Ti, Cr)C–32 wt.% Ni Clad Powder,” Powder Metallurgy and Metal Ceramics, vol. 56, pp. 305-315, 2017. https://doi.org/10.1007/s11106-017-9898-0 .
А. А. Карпеченко, М. М. Бобров, і О. О. Лимар, «Електродугове напилення композиційних металополімерних покриттів,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 2, с. 114-119, 2021. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-155-2-114-119 .
А. А. Карпеченко, М. М. Бобров, О. М. Дубовий, Т. О. Макруха, і Є. Ю. Неделько, «Формування композиційних металокерамічних та металокарбідних електродугових покриттів,» Вісник Національного технічного університету « ХПІ», Серія: Нові рішення в сучасних технологіях, № 1 (7), с. 9-17, 2021. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2021.01.02 .
S. M. Hashemi, N. Parvin, and Z. Valefi, “Effect of Addition of Multimodal YSZ and SiC Powders on the Mechanical Properties of Nanostructured Cr2O3 Plasma-Sprayed Coatings,” Journal of Thermal Spray Technology, vol. 28. pp. 544-554, 2019. https://doi.org/10.1007/s11666-019-00834-8 .
R. Vaßen, H. Kaßner, G. Mauer, and D. Stover, “Suspension Plasma Spraying: Process Characteristics and Applications,” Journal of Thermal Spray Technology, vol. 19 (1-2), pp. 219-225, 2010. https://doi.org/10.1007/s11666-009-9451-x .
М. О. Васильєв, М. О. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, і М. В. Кіндрачук, «Синтез деформаційних нанокомпозитів на поверхні алюмінієвого сплаву Д16 за допомогою ультразвукового ударного оброблення,» Металофізика та новітні технології, № 4, с. 545-563, 2016. https://doi.org/10.15407/mfint.38.04.0545 .
A. Y. Ivannikov, et. al., “The Effect of Electromechanical Treatment on Structure and Properties of Plasma-Sprayed Fe-30Cr Coating,” Journal of Thermal Spray Technology, vol 28, pp. 883-892, 2019. https://doi.org/10.1007/s11666-019-00868-y .
О. М. Дубовий, А. А. Карпеченко, М. М. Бобров, О. В. Лабарткава, Ю. Є. Неделько, і О. О. Лимар, «Підвищення фізико-механічних та експлуатаційних властивостей електродугових та плазмових покриттів формуванням термічно стабільної здрібненої і нанорозмірної субструктури,» Металофізика та новітні технології, № 4, с. 461-480, 2019. https://doi.org/10.15407/mfint.41.04.0461.
О. М. Дубовий, А. А. Карпеченко, М. М. Бобров, і А. О. Мазуренко, «Пристрій для електродугового напилення композиційних покриттів», Патент 111760 Україна, МПК C23C 26/02, B05B 7/22 -а 2014 07318; заявл. 01.07.2014; опубл. 10.06.2016, Бюл. № 11.
O. M. Dubovoy, A. A. Karpechenko, M. M. Bobrov, O. S. Gerasin, and O. O. Lymar, “Electric arc spraying of cermet coatings of steel 65G-TiC system,” Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, vol. 2, pp. 63-68, 2021. https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-2/063.
С. С. Горелик, Ю. А. Скаков, и Л. Н. Расторгуев, Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Москва: МИСиС, 1994, 328 с.
##submission.downloads##
-
pdf
Завантажень: 106
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).