ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ДЕТОНАЦИОННОГО ГАЗОВОГО НАПЫЛЕНИЯ НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И АДГЕЗИОННУЮ ПРОЧНОСТЬ ПОКРЫТИЙ Ti-Si-C
DOI:
https://doi.org/10.31489/2020No1/59-64Ключевые слова:
детонационное напыление, карбосилицид титана, сталь, фаза, адгезияАннотация
В работе рассматриваются результаты исследований фазового состава и прочностных характеристик детонационных покрытий на основе Ti-C-Si, полученных при разных значениях объема заполнения детонационного ствола взрывчатой ацетилен-кислородной смесью. Определено, что при увеличении объема заполнения детонационного ствола взрывчатой смесью до 70 % покрытия состоят в основном из фаз TiC. Так как, в результате высокоскоростного ударного взаимодействия нагретый до высоких температур порошок Ti3SiC2 частично разлагается на TiC. Результаты рентгенофазового анализа показали, что при заполнении ствола взрывчатой смесью на 50 % и 60 % можно достичь низкой степени разложения Ti3SiC2, покрытия в основном состоят из фаз Ti3SiC2 с небольшим содержанием TiC. Это связано с тем, что при увеличении степени заполнения детонационного ствола взрывчатой ацетилен-кислородной смесью увеличивается температура нагрева напыляемого порошка. Определено, что рост объемного содержания фазы TiC в составе покрытий приводит к уменьшению твердости покрытия Ti-C-Si. Результаты исследования адгезионной прочности покрытий показали, что влияние объема заполнения детонационного ствола взрывчатой смесью на адгезионную прочность незначительно. При этом, все покрытия на основе Ti-C-Si, полученные детонационным методом, показали хорошую адгезионную прочность.
Библиографические ссылки
"1 Ulianitsky V., Shtertser A., Zlobin S., Smurov I. Computer-controlled detonation spraying: from process fundamentals toward advanced applications. J. Therm. Spray Technol., 2011, Vol. 20, pp. 791–801.
Ulianitsky V., Batraev I., Dudina D., Smurov I. Enhancing the properties of WC/ Co detonation coatings using two-component fuels. Surf. Coat. Technol.2017, Vol. 318, pp. 244–249.
Murthy J. K. N. & Venkataraman B. Abrasive wear behaviour of WC–CoCr and Cr3C2–20(NiCr) deposited by HVOF and detonation spray processes. Surface and Coatings Technology, 2006. Vol. 200, No.8, pp. 2642–2652.
Ulyanitsky V.Y., Nenashev M.V., Kalashnikov V.V.,et al. Experience in research and application of detonation coating technology. Bulletin of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2010 Vol. 12, No. 1 (2), pp. 569-575.
Batrayev I. S., Prokhorov E. S., Ulyanitsky V. Y. Acceleration and heating of powder particles by gas detonation products in channels with a conical transition. Combustion and Explosion Physics, 2014, Vol. 50, No. 3, pp. 78-86
Nikolayev Y. A., Vasiliev A. A., et al. Gas detonation and its application in engineering and technology (review). Combustion and Explosion Physics, 2003, Vol. 39, No. 4, pp. 22–54.
Dudina D.V., Batraev I.S., Ulianitsky V.Yu., Korchagin M.A., Possibilities of the computer-controlled detonation spraying method: a chemistry viewpoint. Ceram. Int., 2014, No. 40,pp. 3253–3260.
Ulianitsky V., Shtertser A., Zlobin S., Smurov I., Computer-controlled detonation spraying: from process fundamentals toward advanced applications. J. Thermal Spray Technol., 2011, Vol. 20, pp.791–801.
BarsoumM.W. MAX-phases: Properties of machinable ternary carbides and nitrides. Wiley, 2013. 436 p.
Sun Z. M. Progress in research and development on MAX phases: a family of layered ternary compounds. Int. Mater. Reviews.2011, Vol. 56, pp. 143–166.
Sonestedt M., Frodelius J., Palmquist J. P., Högberg H., HultmanL., Stiller K. Microstructure of high velocity oxy-fuel sprayed Ti2AlC coatings. J. Mater. Sci., 2010, Vol.45, pp.2760–2769.
Buitkenov D., Rakhadilov B., Erbolatuly D.,Sagdoldina Zh. Influence of Heat Treatment on the Phase Composition and Microhardness of Coatings Based on Ti3SiC2/TiC, Key Engineering Materials, 2020, Vol.839, pp. 137 – 143.
Useinov A. et al. Investigation of properties of thin coatings in dynamic mode mechanical analysis using a scanning nanohardometer ""NanoScan-4D"".NANOINDUSTRY, 2016, No. 1, pp. 80-87.
Trache R. Puschmann R., Leyens C., et al. Thermally sprayed Ti3SiC2 and Ti2AlC MAX-phase coatings. Proceeding of the Int. Thermal Spray Conf., ASM International, 2013, pp. 74–78.
Barsoum, M.W., El-Raghy T., Rawn C.J., et al. Thermal properties of Ti3SiC2. J. Phys. Chem. Solids., 1999, Vol.60, pp. 429–439
Zhou Y., Gu W.: Chemical reaction and stability of Ti3SiC2 in Cu during high-temperature processing of Cu/Ti3SiC2 composites, Z. Metallkd, 2004, No. 1(95), pp. 50 – 56.
Barsoum M. W. The MN+1AXN phases: A new class of solids: Thermodynamically stable nanolaminates. Prog. Solid St. Chem., 2000, Vol. 28, Issues 1–4, pp. 201 – 281.
Barsoum M. W., El-Raghy T., Radovic M.Ti3SiC2: a layered machinable ductile carbide: Interceram., 2000,No. 49(4), pp. 226-223.
Rakhadilov B.K., Buitkenov D.B., Tuyakbaev B.T., Sagdoldina Zh.B., Kenesbekov A.B. Structure and properties of detonation coatings based on titanium carbosilicide. Proceeding of the 9th International Conference on Key Engineering Materials. Oxford, United Kingdom, 2019, pp. 301 – 306.
ShtanskyD.V., PetrzhikM.I., BashkovaI.A., et al. Adhesion, friction, and deformation characteristics of Ti− (Ca, Zr) - (C, N, O, P) coatings for orthopedic and dental implants. Solid State Physics, 2006, Vol. 48, No. 7, pp. 1231 – 1238.
Andrievskii R. A., Spivak I. I., Strength of refractory compounds and materials based on them. Guide. Metallurgy, Chelyabinsk, 1989, pp. 368. [in Russian]
"
