Влияние высокоэнергетических воздействий на микроструктуру СВС металлокерамических порошков и газотермических покрытий «карбид титана – нихром»

Чесноков, Антон Евгеньевич

Актуальность проблемы. Создание новых нано­ и
субмикроструктурированных материалов и, в первую очередь, покрытий и
поверхностных слоев, обладающих заданными физико­механическими
свойствами и обеспечивающих высокий уровень стойкости и ресурс деталей
машин, механизмов и инструмента различного назначения, эксплуатируемых
в экстремальных условиях, относится к приоритетным направлениям
развития науки и техники РФ.
Данная проблема является объектом постоянного внимания ведущих
зарубежных научных центров и компаний. Подтверждением этому являются
крупные ежегодные международные конференции по термическому
напылению, начиная с 2000 года (2000 ­ Монреаль, Канада; 2001 ­ Сингапур;
2002 ­ Эссен, Германия; 2003 ­ Флорида, США; 2004 ­ Осака, Япония; 2005 ­
Базель, Швейцария; 2006 ­ Сиэтл, США; 2007 ­ Пекин, КНР; 2008 ­
Маастрихт, Нидерланды; 2009 ­ Лас­Вегас, США; 2010 ­ Сингапур; 2011 ­
Гамбург, Германия; 2012 ­ Техас, США; 2013 ­ Пусан, Республика Корея;
2014 ­ Барселона, Испания; 2015 ­ Калифорния, США), в программе которых
данному направлению отводится одно из центральных мест.
Обзор и анализ современного состояния позволяет сделать вывод о том,
что традиционный подход к созданию принципиально новых
высокоресурсных износостойких толстых покрытий (~ 100 мкм и более),
предназначенных для экстремальных условий эксплуатации ­ высокие
температуры, агрессивные среды, абразивное и ударное воздействие,
основанный на оптимизации: 1) высокотемпературного запыленного
технологического потока, взаимодействующего с основой (подложкой и
напыляемым покрытием), 2) фракционного состава коммерческих порошков,
и 3) дистанции напыления, уже исчерпал свои возможности и не
обеспечивает прорывного решения проблемы. Прежде всего, это
обусловлено тем, что данный подход не позволяет целенаправленно
создавать и оптимизировать многоуровневую структуру покрытий и
поверхностных слоев в широком диапазоне масштабов, влияние которой на
поведение материалов в экстремальных условиях эксплуатации многократно
доказано.
Одним из основных путей в преодолении недостатков существующих
подходов является развитие принципиально новых методов формирования и
регулирования свойств материалов, основывающихся на современных
представлениях о роли структуры в повышении прочности и
износостойкости (демпфирование внешних нагрузок, релаксация
концентраторов напряжений, диссипация энергии структурными
превращениями и т.п.).
Сказанное особенно актуально для упрочняющих покрытий,
эксплуатируемых при высоких температурах, в агрессивных средах, а также
в условиях абразивного и ударного внешнего воздействия. К таким

Исходя из результатов проведенного цикла экспериментов по
формированию высокопрочных многоуровневых структур в СВС
металлокерамических порошках и газотермических покрытиях при
контролируемых высокоэнергетических воздействиях можно
сформулировать следующие выводы.
1. Показано, что механическая обработка, в экспериментально
установленном режиме, обеспечивающем максимальное значение удельной
поверхности и минимальное среднее счетное значение размеров частиц,
порошков титана (ПТОМ­2) и никельхромового сплава (ПХ20­Н80) в
порошковой смеси с ламповой сажей (П803) позволяет формировать в
металлокерамическом сплаве однородную структуру с высокодисперсными
включениями карбида титана сфероподобной формы и размером не более
500 нм, обеспечивающую повышение твердости сплава с 56 до 67 HRc.
2. Выполненный цикл модельных экспериментов по влиянию объемной
доли инертного металлического связующего NiCr на микроструктуру
металлокерамических компактов TiC­n%об.NiCr (n=15, 30, 40, 50),
синтезированных, при прочих равных условиях, как в свободном режиме
горения, так и под давлением, позволил впервые установить, что увеличение
объемной доли связующего в СВС компактах приводит к уменьшению
размеров карбидных включений. При этом, их средний размер в
металлокерамическом компакте, синтезированном в свободном режиме
горения, уменьшается с 0,87 мкм до 0,3 мкм, а в компакте, синтезированном
под давлением, ­ с 0,86 мкм до 0,21 мкм. Дано физическое обоснование
обнаруженному явлению в зависимости от объемного содержания инертной
металлической связки и режима проведения СВ­синтеза.
3. Экспериментально показано, что последующее механическое
воздействие на СВС компакты позволяет получать порошковые продукты с
размером частиц от 20 до 90 мкм, наследующие микроструктуру
синтезированных компактов. При этом, измельчение компактов,
синтезированных в свободном режиме горения, позволяет получать
композиционные частицы с пористостью до 10%, в то время как, частицы,
полученные измельчением компактов, синтезированных под давлением,
являются плотными (беспористыми).
4. Установлено, что плазменные покрытия, полученные напылением
металлокерамических порошков TiC­n%об.NiCr (n=30, 40, 50) фракций 45­56,
56­71 и 71­90 мкм, характеризуются достаточно высокой шероховатостью (Ra
~ 100 мкм) и пористостью (до 30%). Показано, что последующая обработка
импульсным электронным пучком, позволяет полностью устранить
пористость покрытий толщиной до 70 мкм, и существенно уменьшить их
шероховатость вплоть до зеркальной, которая достигается при обработки
покрытия, полученного из частиц размерами 71­90 мкм после 50 импульсов
воздействия пучка электронов, генерируемого при использовании инертного
газа аргона.
5. Выполнено сравнение внутренней микроструктуры и физических
свойств, как плотных, так пористых, СВС порошковых частиц TiC­
n%об.NiCr (n=30, 40, 50) фракции 20­45 мкм с частицами аналогичной
фракции коммерческого порошка Cr3C2­21%об.NiCr (марка 1375VM,
производитель Praxair, США), широко используемого при газотермическом
напылении. Показано, что износостойкость детонационного покрытия Cr3C2­
21%обNiCr, измеренная по стандарту ASTM G65, равна 5 мм3/1000 об., в то
время как износостойкость детонационных покрытий, полученных, при
прочих равных условиях, из синтезированного в свободном режиме горения
порошка TiС­30%об.NiCr составляет 4 мм3/1000 об.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа

    Другие учебные работы по предмету