Формування структури плазмово-дугових покриттів, одержаних із порошкових дротів зі сталевою оболонкою і наповнювачем B$_4$C+(Cr,Fe)$_7$С$

Випуски МФіНТ » Том 42, випуск 9

Формування структури плазмово-дугових покриттів, одержаних із порошкових дротів зі сталевою оболонкою і наповнювачем B$_4$C+(Cr,Fe)$_7$С$_3$+Al

Г. М. Григоренко$^{1}$, Л. І. Адєєва$^{1}$, А. Ю. Тунік$^{1}$, М. В. Карпець$^{1}$, В. Н. Коржик$^{1}$, М. В. Кіндрачук$^{2}$, О. В. Тісов$^{2}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Національний авіаційний університет, просп. Любомира Гузара, 1, 03058 Київ, Україна

Отримано: 07.05.2020. Завантажити: PDF

Проаналізовано процеси фазової взаємодії, що відбуваються під час високошвидкісного плазмово-дугового напорошування (ПДН) між сталевою оболонкою і порошковим наповнювачем дроту (70B$_4$C + 20(Cr, Fe)$_7$C$_3$ + 10Al % мас.). Встановлено спрямованість термодинамічних реакцій між компонентами дроту з утворенням нових фаз (бороцементиту, бориду заліза) із застосуванням методу диференційного термічного аналізу. Нанесення покриттів проводили за допомогою установки PLAZER 30PL-W, розробленої в Інституті електрозварювання імені Є. О. Патона, в середовищі інертного газу арґону. Дослідження фазового складу вихідних матеріялів і одержаних покриттів виконували за допомогою дифрактометра ДРОН-УМ1. Диференційний термічний аналіз проводили за допомогою установки ВДТА-8М в середовищі гелію. Мікроструктуру покриттів проявляли в реактиві Ніталю. Оже-аналіз і дослідження мікроструктур виконано за допомогою Оже-мікрозонду Jamp-9500F фірми Jeol. Вивчено особливості формування структури плазмово-дугових покриттів за різних режимів напорошування. Більш якісні покриття з ламелярною структурою, низькою пористістю ($\sim$1%), великою кількістю дисперсних зміцнювальних фаз (Fe$_3$(B, C), Fe$_2$B; (Cr, Fe)(В, C)$_2$ AlB$_2$; FeCr; B$_4$C, Al$_2$O$_3$) у леґованій феритній матриці і високою мікротвердістю ($\sim$7,4 ГПа) одержано за збільшеного тепловкладення (струм плазмотрона — 240 А). Під час напорошування за цим режимом різко зростає кількість бороцементиту (до 28,4% мас.). Ця фаза, що утворюється у процесі напорошування, стає основною у покритті. Алюміній, внаслідок своєї легкотопкості, сприяє активізації процесів взаємодії компонентів дроту і зменшує пористість покриттів. Формування твердого розчину Хрому, Алюмінію і Бору в залізі, що відбувається під час ПДН, є передумовою для забезпечення жаростійкості розроблених покриттів (аж до температури 1300°С), що значно розширює сферу їх практичного застосування.

Ключові слова: плазмово-дугове напорошення, дріт-анод, порошковий наповнювач, структура покриття, фазові перетворення, дисперсійне зміцнення, мікротвердість.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v42/i09/1265.html

PACS: 52.40.Hf, 61.43.Gt, 68.35.Dv, 68.35.Gy, 81.05.Ni, 81.15.-z

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

T. S. Cherepova, H. P. Dmytrieva, O. I. Dukhota, and M. V. Kindrachuk, Mater. Sci., 52, No. 2: 173 (2016). Crossref
M. V. Kindrachuk, Yu. Ya. Dushek, M. V. Luchka, and A. N. Gladchenko, Powder Metallurgy, 34, Nos. 5–6: 321 (1995). Crossref
T. Cherepova, G. Dmitrieva, O. Tisov, O. Dukhota, and M. Kindrachuk, Acta Mechanica et Automatica, 13, No. 1: 57 (2019). Crossref
T. S. Cherepova and G. P. Dmitrieva, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 38, No. 11: 1497 (2016). Crossref
Ю. С. Коробов, Автомат. сварка, № 7: 23 (2004).
В. И. Похмурский, М. М. Студент, В. М. Гвоздецкий, А. В. Похмурская, Автомат. сварка, № 5: 21 (1996).
Ю. С. Борисов, И. А. Козьяков, В. Н. Коржик, Автомат. сварка, № 5: 21 (1996).
С. В. Петров, В. Н. Коржик, Сварщик, № 1: 117 (2011).
В. І. Похмурський, М. М. Студент, В. М. Довгуник, І. Й. Сидорак, Машинознавство, № 1: 13 (1999).
G. G. Gorokh, M. I. Pashechko, J. T. Borc, I. A. Kashko, and A. I. Latos, Appl. Surf. Sci., No. 433: 829 (2018). Crossref
M. I. Pashechko, K. Dziedzic, E. Mendyk, and J. Jozwik, J. Tribol., 140, No. 2: 021302 (2018). Crossref
M. Pashechko, K. Dziedzic, and M. Barszcz, Powder Metall. Met. Ceram., 52, Nos. 7–8: 469 (2013). Crossref
М. Ю. Харламов, И. В. Кривцун, В. Н. Коржик, С. В. Петров, Автомат. сварка, № 5: 5 (2011).
В. Н. Коржик, М. Ф. Короб, Сварщик, № 4 (86): 13 (2012).
В. Н. Коржик, М. Ю. Харламов, С. В. Петров, Вестник Восточно-украинского национального университетата им. В. Даля, № 14: 76 (2001).
Г. М. Григоренко, Л. И. Адеева, А. Ю. Туник, В. Н. Коржик, С. Н. Степанюк, Л. К. Дорошенко, А. А. Чайка, Н. П. Лютик, Л. Т. Еремеева, Современная электрометаллургия, № 4: 14 (2015).
Г. М. Григоренко, В. Н. Коржик, Л. И. Адеева, А. Ю. Туник, С. Н. Степанюк, М. В. Карпец, Л. К. Дорошенко, Н. П. Лютик, А. А. Чайка, Вісник Приазовського державного технічного університету, № 32: 125 (2016).
Г. М. Григоренко, Л. И. Адеева, А. Ю. Туник, Н. В. Коржик, Л. М. Капитанчук, Автомат. сварка, № 9: 23 (2017).
Б. Вилаге, К. Руппрехт, А. Похмурская, Автомат. сварка, № 10: 26 (2011).
А. Д. Панасенко, В. С. Фоменко, Г. Г. Глебова, Стойкость неметаллических материалов в расплавах (Справочник) (Киев: Наукова думка: 1986).
Ю. С. Борисов, И. А. Козьяков, В. Н. Коржик, А. Л. Борисова, Газотермические покрытия из порошковых проволок и гибких шнуров (Киев: 1992) (Препринт ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины).
G. M. Grigorenko, L. I. Adeeva, A. Yu. Tunik, V. N. Korzhik, L. K. Doroshenko, E. P.Titkov, and A. A.Chaika, Powder Metall. Met. Ceram., 58: 312 (2019). Crossref
В. Н. Коржик, Н. П. Лютик, А. А. Чайка, В. И. Ткачук, И. Д. Гос, Ю. А. Никитюк, Автомат. сварка, № 9: 20 (2016). Crossref