ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

ТЕХНОЛОГИЯ • ОБОРУДОВАНИЕ • ИНСТРУМЕНТЫ
Print ISSN: 1994-6309    Online ISSN: 2541-819X
English | Русский

Последний выпуск
Том 20, № 4 Октябрь - Декабрь 2018

Поверхностное легирование титана алюминием с использованием метода вневакуумной электронно-лучевой наплавки порошковых смесей

Выпуск № 1 (74) Январь - Март 2017
Авторы:

Батаев Иван Анатольевич,
Лазуренко Дарья Викторовна,
Голковский Михаил Гедалиевич,
Лаптев Илья Сергеевич,
Чакин Иван Константинович,
Иванчик Илья Сергеевич
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1994-6309-2017-1-51-60
Аннотация

Методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки порошковых смесей, содержащих алюминий, на плоских заготовках из технически чистого титана сформированы поверхностные слои, упрочненные интерметаллидами. Исследованы структура, микротвердость и триботехнические свойства поверхностно легированных материалов. Максимальный уровень микротвердости наплавленных покрытий составляет ~ 600 HV. Причины повышения твердости материалов обусловлены формированием алюминидов титана и проявлением механизма твердорастворного упрочнения титана. По сравнению с титаном ВТ1-0 полученные материалы характеризуются более низкими значениями коэффициента трения и меньшей склонностью к схватыванию при взаимодействии со стальным индентором. При испытаниях на трение о закрепленные частицы абразива значения относительной износостойкости тесно коррелируют с микротвердостью наплавленных материалов.


Ключевые слова: алюминид титана, электронно-лучевая наплавка, структура, свойства

Список литературы

1. Murray J.L. The Al-Ti (aluminum-titanium) system // Phase Diagrams of Binary Titanium Alloy. – Materials Park, Ohio: ASM International, 1987. – P. 12–24. – ISBN 0871702487. – eISBN 9780871702487.



2. Schuster J.C., Palm M. Reassessment of the binary aluminum-titanium phase diagram // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. – 2006. – Vol. 27, iss. 3. – P. 255–277. – doi: 10.1361/154770306X109809.



3. Mishin Y., Herzig Chr. Diffusion in the Ti-Al system // Acta Materialia. – 2000. – Vol. 48, iss. 3. – P. 589–623. – doi: 10.1016/S1359-6454(99)00400-0.



4. Кристаллогеометрические и кристаллохимические закономерности образования бинарных и тройных соединений на основе титана и никеля: монография / А.А. Клопотов, А.И. Потекаев, Э.В. Козлов, Ю.И. Тюрин, К.П. Арефьев, Н.О. Солоницина, В.Д. Клопотов; под общ. ред. А.И. Потекаева. – 2-е изд., стер. – М.: Флинта, 2011. – 312 с. – ISBN 978-5-9765-1214-6.



5. Sahu P. Lattice imperfections in intermetallic Ti-Al alloys: an X-Ray diffractions study of the microstructure by the Rietveld method // Intermetallics. – 2006. – Vol. 14. – P. 180–188. – doi: 10.1016/j.intermet.2005.05.004.



6. Frobel U., Appel F. Strain ageing in g(TiAl)-based titanium aluminides due to antisite atoms // Acta Materialia. – 2002. – Vol. 50. – P. 3693–3707. – doi: 10.1016/S1359-6454(02)00182-9.



7. Иванов В.И., Ясинский К.К. Эффективность применения жаропрочных сплавов на основе интерметаллидов Ti3Al и TiAl для работы при температурах 600–800 °С в авиакосмической технике // Технология легких сплавов. – 1996. – № 3. – С. 63–68.



8. Суперсплавы II: жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. В 2 кн.: пер. с англ. / под ред. Ч.Т. Симса, Н.С. Столоффа, У.К. Хагеля. – М.: Металлургия, 1995.



9. Huang S.C. Alloying considerations in gamma-based alloys // The 1st International Symposium on Structural Intermetallics, Champion, PA, 26–30 September 1993: proceedings. – Champion, PA: TMS, 1993. – P. 299–308. – ISBN 0-87339-253-1.



10. Appel F., Paul J.D.H., Oehring M. Gamma titanium aluminide alloys: science and technology. – Weinheim: Wiley-VCH, 2011. – 745 p. – ISBN 9783527315253. – eISBN 9783527636204. – doi: 10.1002/9783527636204.



11. Explosively welded multilayer Ti-Al composites: structure and transformation during heat treatment / D.V. Lazurenko, I.A. Bataev, V.I. Mali, A.A. Bataev, Iu.N. Maliutina, V.S. Lozhkin, M.A. Esikov, A.M.J. Jorge // Materials & Design. – 2016. – Vol. 102. – P. 122–130. – doi: 10.1016/j.matdes.2016.04.037.



12. Metal-intermetallic laminate Ti-Al3Ti composites produced by spark plasma sintering of titanium and aluminum foils enclosed in titanium shells / D. Lazurenko, V. Mali, I. Bataev, A. Thoemmes, A. Bataev, A. Popelukh, A. Anisimov, N. Belousova // Metallurgical and Materials Transactions A. – 2015. – Vol. 46, iss. 9. – P. 4326–4334. – doi: 10.1007/s11661-015-3002-5.



13. Miyake M., Tajikara S., Hirato T. Fabrication of TiAl3 coating on TiAl-based alloy by Al electrodeposition from dimethylsulfone bath and subsequent annealing // Surface and Coatings Technology. – 2011. – Vol. 205, iss. 21–25. – P. 5141–5146. – doi: 10.1016/j.surfcoat.2011.05.019.



14. Parlikar C., Alam M.Z., Das D.K. Effect of Al3Ti diffusion aluminide coating on tensile properties of a near α-Ti alloy // Materials Science and Engineering: A. – 2011. – Vol. 530. – P. 565–573. – doi: 10.1016/j.msea.2011.10.021.



15. Leyens C., Peters M., Kaysser W.A. Intermetallic Ti-Al coatings for protection of titanium alloys: oxidation and mechanical behavior // Surface and Coatings Technology. – 1997. – Vol. 94–95. – P. 34–40. – doi: 10.1016/S0257-8972(97)00472-6.



16. In situ synthesis of titanium-aluminides in coating with supersonic free-jet pvd using ti and al nanoparticles / A. Yumoto, F. Hiroki, I. Shiota, N. Niwa // Surface and Coatings Technology. – 2003. – Vol. 169–170. – P. 499–503. – doi: 10.1016/S0257-8972(03)00152-X.



17. Laser cladding of γ-TiAl intermetallic alloy on titanium alloy substrates / Iu.N. Maliutina, H. Si-Mohand, R. Piolet, F. Missemer, A.I. Popelyukh, N.S. Belousova, Ph. Bertrand // Metallurgical and Materials Transactions A. – 2014. – Vol. 47, iss. 1. – P. 378–387. – doi: 10.1007/s11661-015-3205-9.



18. Atmospheric electron-beam surface alloying of titanium with tantalum / M.G. Golkovski, I.A. Bataev, A.A. Bataev, A.A. Ruktuev, T.V. Zhuravina, N.K. Kuksanov, R.A. Salimov, V.A. Bataev // Materials science and Engineering: A. – 2013. – Vol. 578. – P. 310–317. – doi: 10.1016/j.msea.2013.04.103.

Благодарности. Финансирование

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 15-38-20776 мол_а_вед.

Просмотров: 359