Трибологічні властивості композиційного покриття Ni–Cr–B–Si–боромісткі дисперсні фази, одержаного дуговим натоплюванням, за абразивної дії та тертя ковзання

С. О. Лузан$^{1}$, В. А. Бантковський$^{2}$, А. С. Лузан$^{2}$

$^{1}$Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2, 61002 Харків, Україна
$^{2}$Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, вул. Алчевських, 44, 61002 Харків, Україна

Отримано: 10.08.2021; остаточний варіант - 19.12.2021. Завантажити: PDF

Проведено порівняльну аналізу структурно-фазового стану, мікротвердости, зносостійкости та механізмів зношування при випробуваннях по закріпленому абразиву і нежорстко закріплених абразивних частках, а також в умовах тертя ковзання, натоплених дуговим способом покриттів композиційним матеріялом (КМ) на основі порошкового матеріялу системи Ni–Cr–B–Si, модифікованого матеріялом, що містить бориди Титану, Хрому, і одержаного з застосуванням процесу самопоширюваного високотемпературного синтезу. Встановлено, що в умовах зношування по закріплених абразивних частках зносостійкість КМ (10% модифікувального композиційного матеріялу (МКМ) + 90% ПГ-10Н-01) в 1,5 рази, а КМ (20% МКМ + 80% ПГ-10Н-01) в 1,7 разів перевищує показник в порівнянні із стопом ПГ-10Н-01. Це обумовлено введенням МКМ, який сприяє утворенню нових центрів кристалізації при натоплюванні і в результаті призводить до подрібнення структури. Пластична матриця на основі Ніклю ПГ-10Н-01 перерозподіляє напруги, забезпечуючи умови, в яких тверді складові займають сприятливе положення. Завдяки цьому усувається локальне підвищення контактного тиску і знижується ймовірність відриву твердих зносостійких частинок. Встановлено, що при терті в умовах впливу нежорстко закріплених абразивних частинок підвищена зносостійкість (в 1,2 рази при вмісті 10% МКМ та в 1,4 рази при 20% МКМ більше в порівнянні зі стопом ПГ-10Н-01) обумовлена більш високою здатністю КМ чинити опір процесам мікрорізання за рахунок формування структури на основі ніклевої матриці, в якій містяться рівномірно розподілені тверді включення у вигляді дибориду Титану (TiB$_2$), боридів Ніклю (Ni$_3$B) і Хрому (CrB), оксидів Титану (TiO) та Феруму (Fe$_3$O$_4$). На основі одержаних експериментальних результатів зроблено висновок, що наявність в натопленому покритті дибориду Титану (TiB$_2$), боридів Хрому (CrB) і Ніклю (Ni$_3$B), оксидів Титану (TiO) та Феруму (Fe$_3$O$_4$) призводить до зниження інтенсивности зношування в різних умовах тертя.

Ключові слова: композиційний матеріял, борид, СВС-процес, натоплювання, зносостійкість.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i04/0531.html

PACS: 62.20.Qp, 68.35.Gy, 68.55.Jk, 81.20.-n, 81.40.Pq, 82.33.Vx


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. B. Trembach, A. Grin, M. Turchanin, N. Makarenko, O. Markov, and I. Trembach, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 114, No. 3: 1099 (2021). Crossref
  2. B. Trembach, A. Grin, N. Makarenko, S. Zharikov, I. Trembach, and O. Markov. J. Mater. Res. Technol., 9, No. 5: 10520 (2020). Crossref
  3. S. A. Luzan, A. I. Sidashenko, and A. S. Luzan, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 4: 541 (2020). Crossref
  4. S. О. Luzan and А. S. Luzan, Materials Science, 56, No. 3: 381 (2020). Crossref
  5. A. V. Makarov, N. N. Soboleva, I. Yu. Malygina, and A. L. Osintseva, Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures, Iss. 3: 83 (2015).
  6. F. Otsubo, H. Era, and K. Kishitake, J. Thermal Spray Technology, 9, Iss. 1: 107 (2000). Crossref
  7. Т. И. Серебрякова, В. А. Неронов, Г. Д. Пешева, Высокотемпературные бориды (Москва: Металлургия: 1991).
  8. Г. В. Самсонов, Т. И. Серебрякова, В. А. Неронов, Бориды (Москва: Атомиздат: 1975).
  9. W. Żórawski and S. Skrzypek, J. Surface and Coatings Technology, 220: 282 (2013). Crossref
  10. В. Е. Семененко, Н. Н. Пилипенко, Вопросы атомной науки и техники, № 6: 140 (2004).
  11. Г. Н. Лукина, М. В. Большаков, Фізико-хімічна механіка матеріалів, № 5: 63 (1999).