Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 3 2018 88 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ характерно, что с ростом концентрации добав- ки SiC от 5 до 15 вес.% скорости эрозии анода снижаются в три раза, а скорость привеса ка- тода – в два раза. Однако при этом эффектив- ность электроискрового осаждения покрытий, выражаемая как отношение привеса катода к эрозии анода, увеличивается почти в два раза (от 37 до 60 %). Снижение скорости электро- искровой эрозии электродных материалов с ро- стом содержания добавки SiC обусловлено по- вышением их прочности. Оптимальное время осаждения покрытий из Ti 3 Al сплавов с добав- ками SiC составляет 4 мин/см 2 , поскольку при более продолжительной обработке масса като- да снижается вследствие хрупкого разрушения легированного слоя [26]. Согласно результатам рентгенофазового анализа в составе полученных покрытий пре- обладают алюминид Ti 3 Al и карбид титана TiC (рис. 3). В покрытиях П10 и П15 также обнару- жены карбид кремния, силицид титана Ti 5 Si 3 и интерметаллид TiAl, который формируется за счет взаимодействия алюминида Ti 9 Al 23 с тита- ном подложки. Карбид Ti 4 Al 2 C 2 , присутствую- щий в электродах, не наблюдался в полученных покрытиях, что объясняется его разложением под действием высоких температур в области воздействия разрядов. Это подтверждается ана- логичным результатом, полученным в нашей предыдущей работе [27]. Рис. 2. Изменение масс катода и анода при на- несении электроискровых Ti-Al-Si-C покрытий Fig. 2. Cathode and anode mass variation during spark deposition of Ti-Al-Si-C coatings Рис. 3. Рентгеновские дифрактограммы осажденных покрытий Fig. 3. X-ray diffraction patterns of deposited coatings Результаты термических испытаний образ- цов из сплава Ti6Al4V с электроискровыми Ti- Al-Si-C покрытиями показаны на рис. 4, а . Как видно, масса, отнесенная к единице поверхно- сти испытуемых материалов, непрерывно увели- чивается при продолжительном изотермическом нагреве в воздухе. Причиной такого приращения является образование оксидной пленки из TiO 2 в модификации рутила, о чем свидетельствуют данные рентгенофазового анализа (рис. 4, б ). Примечательно, что скорость прироста массы образцов с покрытиями в процессе окисления меньше в 1,4…2,7 раз по сравнению с непокры- тым сплавом Ti6Al4V. Тем не менее жаростой- кость покрытий снижается при увеличении кон- центрации добавки карбида кремния. Одной из возможных причин такого понижения является небольшая толщина покрытий П10 и П15, о чем косвенно свидетельствуют кривые массоперено- са (рис. 2). В общем случае кривые окисления могут быть описаны кинетическим уравнением [28] (Δ m / S ) n = ( kt ), где Δ m – изменение массы образца; S – площадь его поверхности; t – время протекания реакции; k – константа скорости; n – показатель степени. Для чистого сплава Ti6Al4V n = 1,7 во всем вре- менном диапазоне, что близко к параболическо- му закону, соответствующему диффузионному I / I max , отн. ед. 2  , град Δ m , мг/см 2