Підвищення демпфувальної здатности титанових стопів шляхом нанесення плазмових покриттів з нікеліду титану

Ю. О. Казимиренко$^{1}$, Н. Ю. Лебедєва$^{1}$, Т. О. Макруха$^{2}$

$^{1}$Національний університет кораблебудування імені Адмірала Макарова, просп. Героїв України, 9, 54000 Миколаїв, Україна
$^{2}$Економіко-технологічний інститут імені Роберта Ельворті, вул. Євгена Чикаленка, 3, 25000 Кропивницький, Україна

Отримано: 23.01.2023; остаточний варіант - 28.02.2023. Завантажити: PDF

Статтю присвячено вирішенню науково-технічної проблеми підвищення демпфувальної здатности конструкційних матеріялів, зокрема титанових стопів, що реалізовано шляхом нанесення плазмових покриттів із порошку марки ПН55Т45 на підкладинку з ВТ14. Результати досліджень представлено як взаємозв’язок особливостей структури загартованих плазмових покриттів із демпфувальними властивостями; для визначення їх застосовано авторський зразок установки, принцип роботи якої ґрунтується на методі згасних коливань. Для досліджень ґранулометричного складу, форми, стану поверхні вихідних порошків, а також мікроструктури напорошених покриттів застосовано методи оптичної та комп’ютерної металографії з використанням металографічного мікроскопа ММР-2Р, укомплектованого цифровою камерою Delta Optical HDCT-20C і програмним забезпеченням для обробки зображень Scope Image 9.0. Фазовий склад досліджено за допомогою рентґеноструктурної аналізи (РСА) на установці ДРОН-3 у випроміненні молібдену. Зйомку дифрактограм здійснено зі зразків покриттів товщиною у 0,5 мм, відокремлених від підкладинки. Наведена дифракційна картина показує в структурі напорошених покриттів переважний вміст мононікеліду титану, піки якого для вихідного порошку складатимуть більшість ($\cong$ 95%). Крім характерних для порошку фаз NiTi і Ti$_{2}$Ni під час формування на підкладинці з ВТ14 щільного шару утворюється невелика кількість інших фаз: Ni$_{3}$Ti, Ti$_{3}$Ni$_{4}$, Ti. Теоретично обґрунтовано й експериментально підтверджено можливість підвищення демпфувальної здатности титанових стопів типу ВТ шляхом нанесення плазмового покриття з нікеліду титану: нанесення шару ($\delta$ = 0,5 мм) плазмового покриття з порошку ПН55Т45 на пластину з ВТ14 підвищує коефіцієнт розсіяння енергії у понад 4 рази, що пояснюється мартенситною структурою загартованого покриття та наявністю NiTi. Одержані результати можуть бути використані для досліджень напружено-деформованого стану деталів авіяційних і корабельних двигунів.

Ключові слова: демпфувальна здатність, плазмові покриття, титанові стопи, нікелід титану, конструкційні матеріяли, вібрації.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i04/0457.html

PACS: 46.40.Ff, 61.05.C-, 81.15.-z, 81.15.Rs, 81.40.-z, 81.40.Gh


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. Yu. K. Favstov, Yu. N. Shul’ga, and A. G. Rahshtadt, Metallovedenie Vysokodempfiruyushchikh Splavov [Metal Science of High-Damping Alloys] (Moskva: Metallurgiya: 1980) (in Russian).
  2. V. V. Rubanika, Aktual’nyye Problemy Prochnosti [Actual Problems of Strength] (Ed. V. V. Rubanika) (Vitebsk: UO «VGTU»: 2018) (in Russian).
  3. E. F. Volkova, M. V. Akinina, and I. V. Mostyaev, Trudy VIAM, 10, No. 58: 15 (2017) (in Russian).
  4. Zh. M. Blednova, P. O. Rusinov, and Ye. Yu. Balaev, Sovremennyye Naukoemkie Tekhnologii, 9, No. 3: 378 (2016) (in Russian).
  5. Zh. M. Blednova and P. O. Rusinov, Fiziko-Khimicheskie Aspekty Izucheniya Klasterov, Nanostruktur i Nanomaterialov, 6: 322 (2014) (in Russian).
  6. S. A. Mubajadzhjan, D. S. Gorlov, A. V. Schepilov, and V. I. Konnova, Aviatsionnyye Materialy i Tekhnologii, 5: 67 (2014) (in Russian). Crossref
  7. Zh. M. Blednova, N. A. Makhutov, P. O. Rusinov, and M. A. Stepanenko, Zavodskaya Laboratoriya. Diagnostika Materialov, 81, No. 3: 41 (2015) (in Russian).
  8. O. M. Dubovyy, Yu. Ye. Nedel’ko, M. M. Bobrov, and O. V. Chechel’, Zbirnyk Prats NUK, 4: 35 (2016) (in Ukrainian). Crossref
  9. A. Kh. Anysovych and N. Y. Rumyantseva, Praktika Metallograficheskogo Issledovaniya Materialov [Practice of Metallographic Examination of Materials] (Minsk: Navuka: 2013) (in Russian).
  10. E. Rodriguez, F. Poineau, and A. Llobet, Inorganic Chemistry, 47, No. 14: 6281. Crossref
  11. Diagrammy Sostoyaniya Dvoinykh Metallicheskikh Sistem [State Diagrams of Binary Metallic Systems] (Ed. N. P. Lyakishev) (Moskva: Mechanical Engineering: 2006) (in Russian).
  12. G. S. Pisarenko, A. P. Yakovlev, and V. V. Matveev, Vibropogloshchayushchie Svoistva Konstruktsionnykh Materialov [Vibration-Absorbing Properties of Structural Materials] (Kiev: Naukova Dumka: 1971) (in Russian).
  13. I. I. Kornilov, O. K. Belousov, and E. V. Kachur, Nikelid Titana i Drugie Splavy s Ehffektom Pamyati Formy [Titanium Nickelide and Other Alloys with Shape Memory Effect] (Moskva: Nauka: 1977) (in Russian).