Випуски МФіНТ »  Том 41, випуск 8

Синтез композиційних покриттів ультразвуковою ударною обробкою титанового сплаву ВТ6

Б. М. Мордюк$^{1}$, С. М. Волошко$^{2}$, А. П. Бурмак$^{2}$, В. В. Могилко$^{2}$, М. М. Ворон$^{3}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
$^{3}$Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 34/1, 03142 Київ, Україна

Отримано: 02.10.2018; остаточний варіант - 12.05.2019. Завантажити: PDF

Проведено модифікацію поверхневого шару титанового сплаву ВТ6 ультразвуковим ударним обробленням (УЗУО) із додаванням у деформаційну зону порошків $\alpha$-Si$_3$N$_4$, $\beta$-Si$_3$N$_4$ та Al$_2$O$_3$. Методами рентгеноструктурного фазового аналізу та растрової електронної мікроскопії показано, що за умов інтенсивної пластичної деформації впродовж УЗУО формуються композитні поверхневі шари. Високотемпературне окиснення композитних шарів веде до формування суцільних покриттів. Дані гравіметричного аналізу зразків впродовж циклічного високотемпературного окиснення на повітрі (20 циклів по 5 годин за температури 650°C) показали, що жаростійкість модифікованої поверхні титанового сплаву ВТ6 підвищується. Найвищу жаростійкість зафіксовано для композитного покриття, яке містило частинки $\beta$-Si$_3$N$_4$. УЗУО-синтез композитних шарів/покриттів підвищує корозійну стійкість титанового сплаву ВТ6 у 3,5% водному розчині NaCl та його зносостійкість при сухому терті. Найвищі показники зареєстровані для композитного покриття, яке містило частинки Al$_2$O$_3$.

Ключові слова: ультразвукова ударна обробка, композитні шари, порошки оксидів/нітридів, покриття, жаростійкість, корозія, зносостійкість.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v41/i08/1067.html

PACS: 62.20.Qp, 68.55.J-, 68.55.Nq, 68.60.Bs, 81.05.Ni, 81.40.Ef, 81.40.Pq, 81.65.-b

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. Справочник по цветным металлам. Титановые сплавы. Основные характеристики (Электронный ресурс), http://libmetal.ru/titan/titan%20osnprop.htm
  2. А. А. Ильин, Б. А. Колачев, И. С. Полькин, Титановые сплавы: состав, структура, свойства. Справочник (Москва: ВИЛС-МАТИ: 2009).
  3. У. Цвиккер, Титан и его сплавы (Ред. О. П. Елютина и С. Г. Глазунова) (Москва: Металлургия: 1979). Crossref
  4. С. П. Белов, М. Я. Брун, С. Г. Глазунов и др., Металловедение титана и его сплавов (Ред. С. Г. Глазунова, Б. А. Колачева) (Москва: Металлургия: 1992).
  5. С. А. Мубояджян, В. П. Лесников, В. П. Кузнецов, Комплексные защитные покрытия турбинных лопаток авиационных ГТД (Екатеринбург: Изд-во «Квист»: 2008).
  6. А. Д. Погребняк, А. A. Багдасарян, А. В. Пшик, К. Дядюра, Успехи физ. наук, 187: 629 (2017). Crossref
  7. N. S. Mashovets, I. M. Pastukh, and S. M. Voloshko, Appl. Surf. Sci., 392: 356 (2017). Crossref
  8. M. Kindrachuk, A. Shevchenko, and A. Kryzhanovskyi, Aviation, 20, No. 4: 155 (2016). Crossref
  9. K. Gu, H. Zhang, B. Zhao, J. Wang, Yu. Zhou, and Zh. Li, Mater. Sci. Eng. A, 584: 170 (2013). Crossref
  10. М. В. Киндрачук, Ю. Я. Душек, М. В. Лучка, Порошковая металлургия, № 9/10: 56 (1994). Crossref
  11. М. В. Киндрачук, Ю. Я. Душек, М. В. Лучка, А. Н. Гладченко, Порошковая металлургия, № 5/6: 104 (1995). Crossref
  12. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, and A. P. Burmak, Surf. Eng., 34, No. 4: 324 (2018). Crossref
  13. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 9: 1269 (2015). Crossref
  14. S. Frangini, A. Mignone, and F. De Riccardis, J. Mater. Sci., 29: 714 (1994). Crossref
  15. B. N. Morduk and G. I. Prokopenko, Mater. Sci. Eng. А, 437: 396 (2006). Crossref
  16. Э. В. Польшин, М. А. Васильев, С. М. Волошко, Л. Ф. Яценко, Металлофиз. новейшие технол., 36, № 3: 343 (2014). Crossref
  17. A. I. Dekhtyar, B. N. Mordyuk, and D. G. Savvakin, Mater. Sci. Eng. A, 641: 348 (2015). Crossref
  18. М. О. Васильєв, С. М. Волошко, Л. Ф. Яценко, Модифікація поверхні титанового сплаву ВТ6: ультразвук, лазер (Lap Lambert Academic Publishing: 2019).
  19. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, Г. І. Прокопенко, С. М. Волошко, Л. Ф. Яценко, Н. І. Хріпта, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 8:1029 (2018). Crossref
  20. В. В. Могилко, А. П. Бурмак, М. М. Ворон, І. А. Владимирський, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, Б. М. Мордюк, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 11: 1521 (2018). Crossref
  21. B. N. Mordyuk, Y. V. Milman, M. O. Iefimov, and K. E. Grinkevych, J. Manufact. Technol. Res., 9, Nos. 3–4: 121 (2017).
  22. H. Özkan Gülsoy, S. Özbey, S. Pazarlioglu, M. Çiftci, and H. Akyurt, Int. J. Mater. Mech. Manufact., No. 2: 111 (2016). Crossref
  23. Л. В. Тихонов, В. А. Кононенко, Г. И. Прокопенко, В. А. Рафаловский, Механичиские свойства металлов и сплавов (Киев: Наукова думка: 1986).
  24. Г. А. Гогоци, Проблемы прочности, № 1: 120 (2000).
  25. М. С. Болдин, Н. В. Сахаров, С. В. Шотин, А. В. Чувильдеев, Д. Н. Нохрин, Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского, № 6: 32 (2012).
  26. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, A. P. Burmak, I. O. Kruhlov, and V. I. Zakiev, Surf. Coat. Technol., 361: 413 (2019). Crossref
  27. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, Yu. V. Milman, M. O. Iefimov, K. E. Grinkevych, A. V. Sameljuk, and I. V. Tkachenko, Wear, 319: 84 (2014). Crossref
  28. H. L. Du, P. K. Datta, D. B. Lewis, and J. S. Burnel-Gray, Corrosion Sci., 63: 631 (1994). Crossref

© 2013–2019 «ІМФ НАН України»