Дифузійне насичення сталі У8А в суміші порошків металів за участю хлористого амонію

Автори В.Г. Хижняк1 , Т.В. Лоскутова1 , Г.Ю. Калашніков1, І.С. Погребова1, Н.С. Нікітіна1, Н.А. Харченко2 , Т.П. Говорун2 , І.Я. Смокович3
Приналежність

1 Національний технічний університет України «КПІ ім. І. Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна

2 Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна

3 Університет Отто фон Геріке Maгдебурга, Університетська площа, 2, 39106 Maгдебург, Німеччина

Е-mail
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 3
Дати Одержано 22 березня 2019; у відредагованій формі 11 червня 2019; опубліковано online 25 червня 2019
Посилання В.Г. Хижняк, Т.В. Лоскутова, Г.Ю. Калашніков, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 3, 03022 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).03022
PACS Number(s) 81.65.Lp, 68.55.Nq, 62.20.Qp, 32.30Rj
Ключові слова Дифузійні покриття (3) , Титан (23) , Алюминий, Хром (8) , Фазовий склад (32) , Мікроструктура (9) , Зносостійкість (6) , Мікротвердість (12) .
Анотація

Встановлено вплив складу насичуючої суміші з порошків титану, алюмінію, хрому та хлористого амонію; попереднього азотування в середовищі дисоційованого аміаку, шару нітриду титану, насиченого перед титаноалюмохромуванням методом фізичного осадження з газової фази на фазовий, хімічний склади та властивості покриттів. Основні відмінності фазового складу одержаних покриттів від від традиційних зумовлені наявністю бар’єрного шару, в якості якого було використано нітрид титану TiN. Встановлено, що бар’єрні властивості шару нітриду титану полягають в гальмуванні дифузійного проникнення в основу алюмінію, що перешкоджає формуванню шару Fe(Al), і, таким чином, позитивно впливають на властивості покриттів. В роботі було досліджено дві групи покриттів: перша – TiN, TiС, FeTi, TiAlCr, – фаза; друга – TiN, TiC, Cr7C3. Серед досліджених в роботі сама висока мікротвердість виявлена для шарів карбіду титану – 32.1-35.6 ГПа, а також нітриду титану – 20.5-24.5 ГПа. Отримані покриття сприяють зростанню зносостійкості сталі У8А в умовах тертя ковзання без змащування в 3.1-13.3 рази. Найкращі результати показали покриття TiN, TiC, Cr7C3. Отримані в роботі покриття показали високу жаростійкість, що зумовлено формуванням на поверхні оксидів складного складу за участю алюмінію, хрому, титану. Найвища жаростійкість при температурі 1000 С впродовж 100 годин було виявлено для сталі У8А з покриттям TiN, TiC, FeTi, TiAlCr, – фаза (шари, перераховані від основи до поверхні) з концентрацією хрому та алюмінію на поверхні відповідно 50.0 та 14.5% мас. Отримані покриття можуть бути використані для підвищення терміну експлуатації інструментів із сталі У8А.

Перелік посилань