ДОСЛІДЖЕННЯ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ І ЗНОСОСТІЙКОСТІ ПЛАЗМОВИХ ПОКРИТТІВ НА ОСНОВІ ІНТЕРМЕТАЛІДУ Fe-Al
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2022-163-4-91-96Ключові слова:
плазмове напилення, алюмініди заліза, твердість, абразивні частинки, зношування, модуль пружності, структураАнотація
Наведено дослідження механічних характеристик та абразивної стійкості плазмових покриттів на основі інтерметаліду Fe-Al. Покриття отримували методом плазмового напилення з використанням порошків на основі алюмініду заліза систем Fe3Al, Fe-AlMg та Fe-TiAl, отриманих методом механохімічного синтезу.
Механічні характеристики (твердість та модуль пружності) покриттів визначали методом мікроіндентування. Встановлено, що твердість покриттів лежить у межах 2,9…5,4 ГПа, модуль пружності — 80…100 ГПа.
Показано, що газоабразивна стійкість всіх випробуваних покриттів за кімнатної температури перевищує в 1,4…4,3 раза зносостійкість сталі Ст3; при терті об нежорстко закріплені абразивні частинки стійкість покриттів перевищує стійкість сталі Ст3 у 2,1…3,8 раза. В умовах газоабразивного зношування за температури 550 °С стійкість покриттів Fe3Al, Fe-AlMg та Fe-TiAl перевищує стійкість сталі Ст3 у 2,2…3,1 раза; стійкість покриттів Fe3Al і Fe-TiAl за цих умов перевищує стійкість теплостійких сталей в 1,2…1,5 раза.
У всіх випадках найбільшу зносостійкість має покриття Fe3Al, що пов’язано з його низькою пористістю та малим вмістом крихких фаз у покритті.
Оцінка взаємозв’язку механічних властивостей покриттів зі зносостійкістю показала, що зносостійкість покриттів підвищується зі збільшенням їх модуля пружності.
На підставі проведених досліджень показано можливість використання покриттів на основі Fe-Al для захисту та зміцнення деталей та конструкцій, що працюють в умовах абразивного зношування за температур від 20 до 550 °С.
Посилання
П. Кулу, Износостойкость порошковых материалов и покрытий. Таллин: Валгус, 1988.
V. K. Sikka, S. Viswanathan, and C. G. Mc Kaamey, “Development and commercialization status of Fe3Al – based intermetallic alloys,” Struct. Intermetallics: Champion, Pa, Sept. 26-30, 1993.
S. C. Deevi, and V. K. Sikka, “Nickel and iron aluminides: an overview on properties, processing, and applications,” Intermetallics, no. 4 (5), pp. 357-375, 1996. https://doi.org/10.1016/0966-9795(95)00056-9 .
N. S. Stoloff, “Iron aluminides: present status and future prospects,” Materials Science and Engineering, A258, pp.1-14, 1998. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(98)00909-5 .
S. C. Deevi, “Advanced Intermetallic Iron Aluminide Coatings for High Temperature Applications,” Progress in Materials Science, vol. 118, no.100769, 2020. https://doi: 10.1016/j.pmatsci.2020.100769 .
Ф. Г. Ловшенко, и А. С. Федосенко, «Плазменные покрытия из механически синтезированных композиционных порошков на основе системы железо-алюминий,» Литьё и металлургия, № 3, с. 84-92, 2020. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2020-3-84-92 .
N. Cinca, and J. M. Guilemany, “Thermal spraying of transition metal aluminides: an overview,” Intermetallics, vol. 24. pp. 60-72, 2012. https://doi.org/10.1016/j.intermet.2012.01.020 .
А. Л. Борисова, И. И. Тимофеева, М. А. Васильковская, А. Н. Бурлаченко, и Т. В. Цымбалистая. «Фазовые и структурные превращения при формировании порошков интерметаллиддов системы Fe-Al методом механохимического синтеза,» Порошковая металлургия, № 7-8, с. 135-143, 2015.
Ю. С. Борисов, А. Л. Борисова, А. Н. Бурлаченко, Т. В. Цымбалистая, и Ц. Сендеровски, «Структура и свойства легированных порошков на основе интерметаллида Fe3Al для газотермического напыления, полученных методом механохимического синтеза,» Автоматическая сварка, № 9, с. 40-47, 2017.
Ю. С. Борисов, А. Л. Борисова, Н. В. Вігілянська, О. П. Грищенко, і М. В. Коломицев, «Покриття на основі інтерметалідів Fe-Al, які отримані методами плазмового і надзвукового повітряно-газового плазмового напилення,» Автоматичне зварювання, № 07, с. 32-40, 2020.
S. A. Firstov, V. F. Gorban, and E. P. Pechkovsky, “New methodological opportunities of modern materials mechanical properties definition by the automatic indentation method,” NAS of Ukraine Science and innovations, № 6 (5), с. 7-18, 2010.
Qiaoling Chu et al., “Interfacial Investigation of Explosion-Welded Titanium/Steel Bimetallic Plates,” Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 29, pp.78-86, 2020. https://doi.org/10.1007/s11665-019-04535-9 .
Olivier Quénard, Christophe Laurent, Alain Peigney, and Abel Rousset, “Zirconia-spinel composites. Part II: mechanical properties,” Materials Research Bulletin, Elsevier, vol. 35, pp. 1979-1987, 2000. https://doi.org/1016/S0025-5408(00)00409-8.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 100
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).
