Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 125 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП дродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН. С целью поиска перспективных высокодисперсных и высоко- энергетических исходных материалов и композиций для кумулятивного синтеза отрабатывались режимы получения различных смесей, которые использова- лись в качестве прекурсоров при кумулятивном нане- сении покрытий. На первом этапе были приготовлены образцы смесей наноструктурного порошка, содер- жащие соли вольфрама (W) и кобальта (Со), техниче- ского углерода марки УТ100 и аморфного бора (В) в равных пропорциях: [Со(NH 3 ) 5 ]ClWO 4 +С (УТ 100)+B (аморф.) в пропорции 1:1:1 (1) Приготовленная смесь была использована для ку- мулятивного напыления покрытий на трех титановых подложках (Химический состав материала подложек ВТ1-0, масс. %: Ti 98,61 – 99,70; Fe до 0,18; С до 0,07; Si до 0,1; N до 0,04; О до 0,12; Н до 0,01; прочие – 0,3). В экспериментах применялись кумулятивные заряды с конической облицовкой с углом раствора 2α = 30°.Дляувеличениятолщиныпокрытиятаблеток- подложек диаметром 20 мм и толщиной 10 мм их по- верхность подвергали воздействию кумулятивного потока трижды. Два первых выстрела проводились техническим углеродом УТ100, третий выстрел сме- сью (1). Титановые подложки в реакторе были раз- мещены таким образом, что по центру кумулятивной струи располагался образец № 1, а образцы № 2 и 3 на ее периферии на равном удалении от центра. На следующем этапе работы проводились рент- геноструктурные исследования и измерение микро- твердости полученных покрытий. Рентгеноструктурное исследование покрытий, полученных методом кумулятивного синтеза, осу- ществлялось с помощью дифрактометра ARL X’TRA с фильтрованными Cu K α или Co K α излучениями. Съемка велась по точкам с шагом 0,05º. Определение параметров решетки проводилось по отражениям в интервале углов 20º < 2θ < 85º. Разделение перекры- вающихся рентгеновских максимумов выполнялось с помощью компьютерной программы на основе ми- нимизации отклонения суммарного аппроксимирую- щего профиля от экспериментального. Параметры тонкой кристаллической структуры определялись по уширению рентгеновских линий. Для расшифровки рентгенограмм и более подробного фазового анализа покрытий рентгеноструктурному анализу предше- ствовал элементный анализ покрытий на оптическом эмиссионном спектрометре «ARL 3460 Quantris». Измерения микротвердости образцов проводи- лись на поперечной поверхности с использованием автоматического микротвердомера Wolpert Wilson Instruments 402 MVD с нагрузкой 50...100 г, выдержка при индентировании составляла 5 с. На всех образцах проведено более 100 измерений, диагонали каждо- го отпечатка измерялись в автоматическом режиме. Предварительно образцы запрессовывались в заливку для полировки шлифа в зоне осевого разреза с исполь- зованием пресса SimpliMet 1000. Подготовка велась по стандартной методике с использованием шлифов- ки и полировки на корундовой пластине до Ra 0,025 и Rz 0,1 мкм на автоматическом полировальном станке LaboPol-5 до зеркальной бездефектной поверхности. Схема измерения приведена на рис. 1. Выбор направления l обоснован минимальным расстояни- ем между областями измерения и в соответствии с требованием ГОСТ 9450-76 [5] – не менее двух длин диагоналей отпечатков. Измерения проводились в направлении от поверхности под углом 45º. Результаты исследований и их обсуждение Рентгеноструктурные исследования показали, что профили всех образцов практически идентичны (рис. 2). Отклонения возможны из-за различного рас- положения подложек относительно кумулятивной струи и, как следствие, неоднородного высокоэнер- гетического воздействия. При расшифровке рентгенограмм выявлено, что в процессе кумулятивного синтеза смеси состава (1) образуется карбидная фаза TiC х нестехиометриче- ского состава. Вероятно, происходит образование оксикарбида, поскольку по данным микрорентгено- спектрального анализа покрытия содержат большое Рис. 1 . Схема измерения микротвердости Рис. 2 . Рентгенограммы исследуемых покрытий (Номера линий соответствуют номерам образцов)