ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ • ОБОРУДОВАНИЕ • ИНСТРУМЕНТЫPrint ISSN: 1994-6309 Online ISSN: 2541-819X
Рассматривается нанесение покрытия из порошка карбида бора (B4C), плакированного 30 мас. % Ni-Р на трубы из низкоуглеродистой стали при помощи воздушно-плазменного напыления с узлом кольцевого ввода. Структурные исследования покрытий проводили с использованием оптической микроскопии, растровой и просвечивающей электронной микроскопии, а также рентгенофазового анализа. Показано, что материал плазменных покрытий состоит из частиц В4С размерами до 30 мкм, равномерно распределенных в металлической матрице. Частицы карбида бора окружены областями с округлыми включениями размерами до 500 нм. Металлическая матрица представляет собой бориды никеля (Ni3B, NiB и Ni3B4). Кроме того, в материале покрытий были зафиксированы оксиды никеля и бора. Просвечивающей электронной микроскопией было выявлено, что между частицами карбида бора и металлической матрицей формируются тонкие прослойки, имеющие аморфно-кристаллическое строение. Металлическая матрица представляет собой участки, расположенные в объеме покрытий случайным образом, с нанокристаллической структурой и столбчатыми кристаллами.
Корниенко Елена Евгеньевна
Кузьмин Виктор Иванович
Ложкин Василий Сергеевич
Гуляев Игорь Павлович
Сивков Александр Анатольевич
Ивашутенко Александр Сергеевич
Рахматуллин Ильяс Аминович
Сергачев Дмитрий Викторович
Безрукова Виктория Александровна
1. Бор в ядерной технике / В.Д. Рисованный, А.В. Захаров, Е.П. Клочков, Т.М. Гусева. – Димитровград: ГНЦ НИИАР, 2011. – 668 с. – ISBN 5-9483-016-7.
2. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений / под ред. Т.Я. Косолаповой. – М.: Металлургия, 1986. – 928 с.
3. Fabrication and tribological evaluation of vacuum plasma-sprayed B4C / H. Zhu, Y. Niu, C. Lin, L. Huang, H. Ji, X. Zheng // Coating Journal of Thermal Spray Technology. – 2012. – Vol. 21, iss. 6. – P. 1216–1223. – doi: 10.1007/s11666-012-9815-5.
4. Wear of boron carbide ceramics by abrasive waterjets / K.A. Schwetz, L.S. Sigl, J. Greim, H. Knoch // Wear. – 1995. – Vol. 181–183. – P. 148–155. – doi: 10.1016/j.wear.2005.01.020.
5. Al-Si/B4C composite coatings on Al-Si substrate by plasma spray technique / O. Sarikaya, S. Anik, S. Aslanlar, S.C. Okumus, E. Celik // Materials and Design. – 2007. – Vol. 28, iss. 9. – P. 2443–2449. – doi: 10.1016/j.matdes.2006.09.007.
6. B4C/Ni Composite coatings prepared by cold spray of blended or CVD-coated powders / C. Feng, V. Guipont, M. Jeandin, O. Amsellem, F. Pauchet, R. Saenger, S. Bucher, C. Iacob // Journal of Thermal Spray Technology. – 2012. – Vol. 21, iss. 3–4. – P. 561–570. – doi: 10.1007/s11666-012-9774-x.
7. Effects of boron carbide content on the microstructure and properties of atmospheric plasma-sprayed NiCoCrAlY/Al2O3-B4C composite coatings / Y. Cao, C. Huang, W. Liu, W. Zhang, L. Du // Journal of Thermal Spray Technology. – 2014. – Vol. 23, iss. 4. – P. 716–724. – doi: 10.1007/s11666-014-0061-x.
8. Zeng Y., Lee S.W., Ding C. Study on plasma sprayed boron carbide coating // Journal of Thermal Spray Technology. – 2002. – Vol. 11, iss. 1. – P. 129–133. – doi: 10.1361/105996302770349069.
9. Zeng Y., Feng J., Ding C. Microstructure and properties of plasma spraing boron carbide coating // Journal of Materials Science and Technology. – 2000. – Vol. 16, iss. 1. – P. 63–66.
10. Moradi M., Moazeni M., Salimijazi H.R. Microstructural characterization and failure mechanism of vacuum plasma sprayed Ti-6Al-4V/B4C composite // Vacuum. – 2014. – Vol. 107. – P. 34–40. – doi: 10.1016/j.vacuum.2014.03.028.
11. Microstructure of vacuum plasma-sprayed boron carbide / H.R. Salimijazi, T.W. Coyle, J. Mostaghimi, L. Leblanc // Journal of Thermal Spray Technology. – 2005. – Vol. 14, iss. 3. – P. 362–368. – doi: 10.1361/105996305X59431.
12. Microstructures and tribological properties of vacuum plasma sprayed B4C-Ni composite coatings / H. Zhu, Y. Niu, C. Lin, L. Huang, H. Ji, X. Zheng // Ceramics International. – 2013. – Vol. 39, iss. 1. – P. 101–110. – doi: 10.1016/j.ceramint.2012.05.101.
13. Preparation and oxidation behavior of B4C-Ni and B4C-TiB2-TiC-Ni composite coatings produced by an HVOF process / M. Rafiei, M. Salehi, M. Shamanian, A. Motallebzadeh // Ceramics International. – 2014. – Vol. 40, iss. 8, pt. B. – P. 13599–13609. – doi: 10.1016/j.ceramint.2014.05.081.
14. Comparison of the coatings deposited using Ti and B4C powder by reactive plasma spraying in air and low pressure / Z. Mao, J. Ma, J. Wang, B. Sun // Journal of Materials Science. – 2009. – Vol. 44, iss. 12. – P. 3265–3272. – doi: 10.1007/s10853-009-3438-3.
15. Lin C., Kong M., Zhu H. Tribological behavior of vacuum plasma sprayed B4C-Mo composite coating // Journal of Inorganic Materials. – 2016. – Vol. 31, iss. 1. – P. 100–106. – doi: 10.15541/jim20150384.
16. Rafiei M., Salehi M., Shamanian M. Formation mechanism of B4C-TiB2-TiC ceramic composite produced by mechanical alloying of Ti–B4C powders // Advanced Powder Technology. – 2014. – Vol. 25, iss. 6. – P. 1754–1760. – doi: 10.1016/j.apt.2014.07.003.
17. Ebrahimian-Hoaaeinabadi M., Azari-Dorcheh K., Moomir-Vaghefi S.M. Wear behavior of electroless Ni-P-B4C composite coatings // Wear. – 2006. – Vol. 260, iss. 1–2. – P. 123–127. – doi: 10.1016/j.wear.2005.01.020.
18. Влияние температуры оплавления на структуру и свойства самофлюсующихся покрытий на основе никеля / Е.Е. Корниенко, А.А. Никулина, А.Г. Баннов, В.И. Кузьмин, М. Мильдебрах, В.А. Безрукова, А.А. Жойдик // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2016. – № 4 (73). – С. 52–62. – doi: 10.17212/1994-6309-2016-4-52-62.
19. Структура и свойства материалов из алюминидов никеля, полученных с использованием различных технологий / Е.Е. Корниенко, Л.И. Шевцова, Н.С. Белоусова, А.А. Никулина, А.И. Смирнов, В.И. Кузьмин, О.А. Рубцова // Перспективные материалы. – 2017. – № 3. – С. 49–58.
20. Effect of plasma spraying regimes on structure and properties of Ni3Al coatings / Е.E. Kornienko, D.O. Mul’, О.A. Rubtsova, S.P. Vaschenko, V.I. Kuzmin, I.P. Gulyaev, D.V. Sergachev // Thermophysics and Aeromechanics. – 2016. – Vol. 23, iss. 6. – P. 919–927. – doi: 10.1134/S0869864316060147.
Работа выполнена в рамках програм- мы повышения конкурентоспособности ТПУ среди ведущих мировых исследовательских центров.
Структурные особенности плазменных покрытий B4C-Ni-Р / Е.Е. Корниенко, В.И. Кузьмин, В.С. Ложкин, И.П. Гуляев, А.А. Сивков, А.С. Ивашутенко, И.А. Рахматуллин, Д.В. Сергачев, В.A. Безрукова // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2017. – № 3 (76). – С. 42–50. – doi: 10.17212/1994-6309-2017-3-42-50.
Kornienko E.E., Kuz’min V.I., Lozhkin V.S., Gulyaev I.P., Sivkov A.A., Ivashutenko A.S., Rahmatullin I.A., D.V. Sergachev, Bezrukova V.A. Structure features of B4C-Ni-Р plasma coatings. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) = Metal Working and Material Science, 2017. no. 3 (76), pp. 42–50. doi: 10.17212/1994-6309-2017-3-42-50. (in Russian).
