ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

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

Последний выпуск
Том 20, № 4 Октябрь - Декабрь 2018

Структурные особенности плазменных покрытий B4C-Ni-Р

Выпуск № 3 (76) Июль - Сентябрь 2017
Авторы:

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
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1994-6309-2017-3-42-50
Аннотация

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.


Ключевые слова: Карбид бора, B4C-Ni-P, покрытие

Список литературы

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.

Благодарности. Финансирование

Работа выполнена в рамках програм- мы  повышения  конкурентоспособности ТПУ среди  ведущих  мировых исследовательских центров.

Для цитирования:

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.

For citation:

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).

Просмотров: 330