Аннотация
Исследуется структура и свойства поверхностных слоев титана ВТ1-0, полученных методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки порошковых смесей титана и графита. Методами оптической и растровой электронной микроскопии исследована структура полученных покрытий. Показано, что наплавленный слой характеризуется высоким качеством и толщиной до 2 мм. Структура наплавленного слоя представляет собой высокопрочные кристаллы карбида титана распределенные в матрице α'-Ti и нерастворившиеся частицы графита. Исследуемые покрытия отличаются высокой твердостью и износостойкостью. Потеря массы при изнашивания у образцов с покрытием в 7 раз ниже по сравнению с материалом без покрытия. Полученные в работе данные показывают, что технология вневакуумной электронно-лучевой наплавки порошковых смесей позволяет получать покрытия на титане ВТ1-0, отличающиеся повышенной твердостью и износостойкостью.
Ключевые слова: Исследуется структура и свойства поверхностных слоев титана ВТ1-0, полученных методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки порошковых смесей титана и графита. Методами оптической и растровой электронной микроскопии исследована структура полученных покрытий. Показано, что наплавленный слой характеризуется высоким качеством и толщиной до 2 мм. Структура наплавленного слоя представляет собой высокопрочные кристаллы карбида титана распределенные в матрице α'-Ti и нерастворившиеся частицы графита. Исследуемые покрытия отличаются высокой твердостью и износостойкостью. Потеря массы при изнашивания у образцов с покрытием в 7 раз ниже по сравнению с материалом без покрытия. Полученные в работе данные показывают, что технология вневакуумной электронно-лучевой наплавки порошковых смесей позволяет получать покрытия на титане ВТ1-0, отличающиеся повышенной твердостью и износостойкостью.
Список литературы
1. ASM Handbook. Vol. 5. Surface Engineering / eds.: Catherine M. Cotell, James A. Sprague, and Fred A. Smidt, Jr. : ASM International, 1994. P. 525. (ASM Handbook).
2. Courant B., Hantzpergue J.J., Benayoun S. Surface Treatment of titanium by laser irradiation to improve resistance to dry-sliding friction // Wear. 1999. Vol. 236. P. 39–46.
3. Chehrghani А., Torkamany M.J., Hamedi M.J., Sabbaghzadeh J. Numerical modeling and experimental investigation of TiC formation on titanium surface pre-coated by graphite under pulsed laser irradiation // Applied Surface Science. January 2012. Vol. 258. Iss. 6. P. 2068–2076.
4. Yun E., Lee K., Lee S. Improvement of high-temperature hardness of (TiC, TiB)/Ti–6Al–4V surface composites fabricated by high-energy electron-beam irradiation // Surface & Coatings Technology. 2004. Vol. 184. P. 74–83.
5. Ettaqi S., Hays V., Hantzpergue J.J., Saindrenan G., Remy J.C. Mechanical, structural and tribological properties of titanium nitrided by a pulsed laser // Surface & Coatings Technology. 1998. Vol. 100/101. Iss. 1–3. P. 428–432.
6. Savalani M.M., Ng C.C., Li Q.H., Man H.C. In situ formation of titanium carbide using titanium and carbon-nanotube powders by laser cladding // Applied Surface Science. Vol. 258. Iss. 7. P. 3173–3177. 15 January 2012.
7. Golkovski M.G., Bataev I.A., Bataev A.A., Ruktuev A.A., Zhuravina T.V., Kuksanov N.K., Salimov R.A., Bataev V.A. Atmospheric electron-beam surface alloying of titanium with tantalum // Materials Science & Engineering: A. 2013. Vol. 578. P. 310–317.
8. Батаев И.А., Журавина Т.В., Руктуев А.А., Ленивцева О. Г., Ромашова Ю.Н. Структурные исследования покрытий системы «титан-тантал», полученных методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки // Обработка металлов: технология, оборудование, инструменты. 2012. № 3(56). С. 56–59.
9. Oh J.Ch., Lee S., Golkovski M.G. Improvement of the hardness and ware resistance of (TiC,TiN)/Ti-6AI-4V surface-alloyed materials fabricated by high-energy electron-beam irradiation // Metallurgical & Materials Transactions: A. 2001. Vol. 32. Iss. 2. P. 2995–3005.
10. Veis M.E., Kuksanov N.K., Korabelnikov B.M., Nemytov P.I., Salimov R.A. High voltage electron accelerators at a power of up to 90 kW // Radiation Physics & Chemistry. 1990. Vol. 35. Iss. 4–6. P. 658–661.
11. Golkovsky M.G., Zhuravina T.V., Bataev I.A., Bataev A.A., Veselov S.V., Bataev V.A., Prikhodko E.A. Cladding of tantalum and niobium on titanium by electron beam, injected in atmosphere // Advanced Materials Research. 2011. Vol. 314–316. P. 23–27.
12. Bataev V.A., Bataev A.A., Golkovsky M.G., Ostromenskij P.I., Korotaev B.V. Hardening of side faces of railheads by electric beam treatment in air. Metal Science and Heat Treatment, 2002, Vol. 44, Iss. 11-12, pp. 510–513.
13. Fadeev S.N, Golkovski M.G, Korchagin A.I, Kuksanov N.K, Lavruhin A.V, Petrov S.E, Salimov R.A, Vaisman A.F. Technological applications of BINP industrial electron accelerators with focused beam extracted into atmosphere // Radiation Physics and Chemistry. 2000. Vol. 57. Iss. 3–6. P. 653-655.
14. Salimov R.A., Cherepkov V.G., Golubenko J.I., Krainov G.S., Korabelnikov B.M., Kuznetsov S.A., Kuksanov N.K., Malinin A.B., Nemytov P.I., Petrov S.E., Prudnikov V.V., Fadeev S.N., Veis M.E. D.C. high power electron accelerators of ELV-series: status, development, applications // Radiation Physics and Chemistry. 2000. Vol. 57. Iss. 3–6. P. 661-665.
15. Farayibi P.K., Folkes J., Clare A., Oyelola O. Cladding of pre-blended Ti–6Al–4V and WC powder for wear resistant applications // Surface & Coatings Technology. Vol. 206. Iss. 2–3. P. 372–377. 25 October 2011.
16. Çelik O.N. Microstructure and wear properties of WC particle reinforced composite coating on Ti6Al4V alloy produced by the plasma transferred arc method // Applied Surface Science, in press.
17. Couranta B., Hantzpergueb J.J., Avrilb L., Benayounb S. Structure and hardness of titanium surfaces carburized by pulsed laser melting with graphite addition // Journal of Materials Processing Technology.- Vol. 160. Iss. 3. –P. 374-381. 30 March 2005.
