Модифікація поверхні сірого чавуну імпульсно-плазмовим осадженням та подальшим лазерним оплавленням
| Автори | Ю.Г. Чабак1 , В.Г. Єфременко1 , В.І. Федун1, І. Петришинець2, Т.В. Пастухова1, Б.В. Єфременко1 , Ф. Кромка2 , О.В. Цветкова1 |
| Афіліація |
1Приазовський державний технічний університет, вул. Університетська, 7, 87555 Маріуполь, Україна 2Institute of Materials Research, Slovak Academy of Sciences, 04001 Kosice, Slovakia |
| Е-mail | |
| Випуск | Том 13, Рік 2021, Номер 2 |
| Дати | Одержано 01 грудня 2020; у відредагованій формі 15 квітня 2021; опубліковано online 20 квітня 2021 |
| Цитування | Ю.Г. Чабак, В.Г. Єфременко, Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 2, 02030 (2021) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.13(2).02030 |
| PACS Number(s) | 52.77. – j, 62.20.Qp, 61.66.Dk, 64.70.Kb |
| Ключові слова | Імпульсно-плазмове нанесення (2) , Композиційне покриття, Лазерне оплавлення, Мікроструктура (21) . |
| Анотація |
Метою даної роботи є дослідження мікроструктури та зносостійкості сірого чавуну, поверхнево модифікованого імпульсно-плазмовим нанесенням покриття з подальшим плавленням лазерним променем. Композиційне покриття 50 об. % WC + 50 об. % Al-бронзи товщиною 85-135 мкм було нанесено із застосуванням електротермічного аксіального плазмового прискорювача плазми (10 плазмових імпульсів із напругою розряду 4 кВ). Після нанесення покриття поверхню оплавили скануванням інфрачервоним лазерним променем з довжиною хвилі 1064 нм. При цьому застосували волоконний лазер TruFiber 400 (TRUMPF), діаметр плями променю становив 0,5 мм, швидкість сканування 0,5 мм(с – 1, потужність 400 Вт. В роботі застосували мікроструктурний аналіз (скануючий електронний мікроскоп JSM-6510 JEOL), енергодисперсійну рентгенівську спектроскопію (EDS детектор JED-2300 JEOL), трибологічні випробування (трибометр Мікрон-трибо) та вимірювання мікротвердості при навантаженні 50 г (мікротвердомір FM-300, Future-Tech Corp.). В результаті лазерного оплавлення на глибину до 600 мкм, яке супроводжувалось поверхневим легуванням чавуну міддю та вольфрамом, мікроструктура чавуну змінилась з ферит + пластинчастий графіт на ледебурітоподібну карбідну евтектику з глобулярним включеннями (-міді. Карбідна евтектика складалася з дисперсних дендритів із перлітною структурою, розгалужених в матриці цементитного карбіду. У поперечному перерізі мікроструктура змінювалась градієнтно від повністю оплавленої зони до перехідної карбідо-графітної зони і далі до зон термічного впливу з перлітною або ферито-перлітною структурою загальною шириною до 1250 мкм. Мікротвердість оплавленої зони становила 900-1000 HV50, що в 5 разів вище за вихідну мікроструктуру чавуну. Подвійна поверхнева обробка збільшила зносостійкість сірого чавуну в 15 разів порівняно зі структурою ферит + графіт. В статті обговорюється вплив міді та вольфраму на формування структури сірого чавуну при лазерному оплавленні. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Збільшення ширини забороненої зони і температурно-залежна ФЛ в золь-гель синтезованих наночастинках ZnO, легованих Ce [02001-1-02001-4]2) Поліпшення властивостей наночастинок фериту Mn-Zn методом легування рідкоземельними елементами [02002-1-02002-4]
3) Морфологічні та електричні характеристики SiNWs, синтезованих методом безелектричного хімічного травлення за допомогою металів [02003-1-02003-4]
4) Оптимізація параметрів друку для поліпшення якості поверхні деталей, виготовлених з нейлонових композиційних матеріалів на основі вуглецю (PA-CF) з використанням еволюційного алгоритму [02004-1-02004-5]
5) Інтеграція кінцево-елементного аналізу, 3D друку і біополімерів для розширення досліджень в області ортопедії [02005-1-02005-4]
6) Застосування нанорозмірних матеріалів для зменшення корозії в бетоні: огляд [02006-1-02006-6]
7) Позаклітинний синтез наночастинок оксиду цинку з використанням термогалотолерантного штаму Aeribacillus pallidus SJP 27: Характеристика та антибактеріальний потенціал [02007-1-02007-5]
8) Зменшення забороненої зони та утворення пелюсткової наноструктури в нанопорошках ZnO, сильно легованих Ce [02008-1-02008-5]
9) Python – інструмент для аналізу перколяції в трикутній ґратці [02009-1-02009-4]
10) Вплив параметрів процесу лиття з перемішуванням на механічні властивості алюмінієвих матричних композитів: експериментальне дослідження та прогностичне моделювання [02010-1-02010-4]
11) Посилення видимого випромінювання легуванням Ce в тонких плівках ZnO [02011-1-02011-3]
12) Аналіз зв'язків в багатошаровій тонкій плівці [Au (3,16 нм)/Co (1,5 нм)]x35/Si (100) [02012-1-02012-4]
13) Електричні властивості та залежні від магнітного поля вольт-амперні характеристики нанокристалічного фериту нікелю, легованого кобальтом [02013-1-02013-4]
14) Синтез та характеристика екологічно чистої та схильної до біологічного розкладання плівки ізоляту соєвого білка [02014-1-02014-3]
15) Колориметричне визначення форатного пестициду з використанням нанотехнологій [02015-1-02015-4]
16) Самоорганізація наночастинок на межі поділу рідина-рідина [02016-1-02016-4]
17) Індукований відпалом червоний зсув краю поглинання плівок TiO2, підготовлених технікою золь-гелю [02017-1-02017-3]
18) Проектування та порівняльний аналіз компактної біотехнологічної листоподібної антени з використанням різних матеріалів підкладки для застосувань та X-діапазонів [02018-1-02018-5]
19) Проектування трисмугової восьмикутної кільцевої антени для гнучких та портативних застосувань [02019-1-02019-6]
20) Полімерні композити та нанокомпозити для FDM 3D друку: сучасний стан [02020-1-02020-4]
21) Вплив додаткових дрібних цементуючих матеріалів на міцність бетону на стиск – огляд сучасного стану [02021-1-02021-4]
22) Моделювання локалізованого поверхневого плазмонного резонансу наночастинок срібла із графеновим покриттям з використанням теорії Максвелла-Гарнета [02022-1-02022-4]
23) Раманівська діагностика вуглецевих плівок, отриманих електронно-променевим осадженням на підкладках з Cu, Al та Ni [02023-1-02023-5]
24) Спектральні параметри екситона в подвійних напівпровідникових квантових кільцях в електричному полі [02024-1-02024-6]
25) Комп'ютерне моделювання адсорбції фулерену на графені [02025-1-02025-5]
26) Дослідження впливу high-k діелектриків затвору та хіральності на характеристики нанорозмірного CNTFET [02026-1-02026-8]
27) Вивчення впливу легування селеном на геометрію та електронні характеристики кластерів германію (SeGen, n = 1-20) за допомогою розрахунків DFT [02027-1-02027-5]
28) Про один підхід до управління динамічними властивостями циліндричного п'єзокерамічного акустоелектронного пристрою з одночастотним резонансним збудженням [02028-1-02028-5]
29) Оцінка ефективності нового безперехідного з профілем легуванням за кривою Гауса: чисельне дослідження [02029-1-02029-5]
30) Вплив обмежених фононів на температурне перенормування спектральних характеристик квантового каскадного детектора далекого інфрачервоного діапазону [02031-1-02031-5]
31) Невелика надширокосмугова кругла патч-антена з режекторною смугою [02032-1-02032-6]
32) Матеріал нового покоління для зубних протезів та базовий матеріал протезів: зуби молюсків (LT) як альтернативне армування в поліметилметакрилаті (PMMA) [02033-1-02033-6]
33) Етапи нуклеації квазірівноважних конденсатів іонно розпилених атомів Сr, Zn, Cu, Si, Ag та Al [02034-1-02034-6]
34) Збільшення підсилення прикладної мікро-патч-антени у додатках телемедицини шляхом зміни розрахунку геометрії [02035-1-02035-5]
35) Змочуваність бавовняних і поліестерових тканин, покритих наноструктурованими шарами оксиду цинку, легованого індієм [02036-1-02036-11]
36) Калібрування рентген-дифрактометричних вимірювань для контрольованого за глибиною структурного аналізу двошарових зразків [02037-1-02037-6]
37) Кристалічна структура, спектри комбінаційного розсіювання та електрична провідність нанопоршків LiNb1 – xTaxO3, отриманих за методом високоенергетичного розмелювання на кульовому млині [02038-1-02038-6]
38) [05024-1-05024-1]
