Розробка матеріалів з легованих сплавів хрому і покриттів з них з метою захисту виробів від зносу та підвищення їх жаро-, корозійної стійкості - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИПроаналізовано вплив хімічного, фазового складу та деформування на структуру, механічні характеристики і характер руйнування малолегованих сплавів хрому в широкому інтервалі температур з метою оптимізації параметрів термопластичної обробки. На підставі цих досліджень сформульовані вимоги до фазового складу вихідного матеріалу і оптимізовані різноманітні технології його нанесення які забезпечують отримання необхідного структурного та фізико-хімічного стану покриття. Встановлено, що зносостійкість в умовах тертя зі змащенням і підвищених температурах визначається такими факторами як стабільність характеристик твердості при максимальній температурі в областях контакту, пластичністю структури і її здатністю протистояти зниженню когезійної міцності в локальних зонах де відбувається тріщиноутворення. Разработка материалов на основе легированных сплавов хрома и покрытий из них с целью защиты изделий от износа а также повышения их жаро-, коррозионной стойкости Впервые исследована электронно-микроскопическая структура поверхностных слоев трения хромовых покрытий и выявлена фрагментированная структура с размером 20-100 нм.Хром завдяки високій температурі плавлення, жаро-і корозійної стійкості постійно привертав увагу дослідників з метою створення конструкційних матеріалів на його основі. Вакуумні технології нанесення покриттів на основі хрому значно поширені в електронній промисловості, бо є необхідність отримувати тонкі (до декілька мікронів) і чисті за домішками проникнення плівки, з високими характеристиками адгезії й корозійної стійкості. Головна причина цьому полягає у відсутності технологічних вихідних матеріалів із хрому та сплавів на його основі. Слід підкреслити недостатність вивчення аспектів технологічних умов одержання як вихідних матеріалів, так і покриттів на основі легованих сплавів хрому методами напилювання. Розроблення науково-технічних основ виготовлення вихідних матеріалів і створення методом напилювання функціональних покриттів зі сплавів на основі хрому, які забезпечують комплексні захисні властивості матеріалу, що покривається: жаростійкості, зносостійкості та корозійної стійкості.Визначено напрямки робіт для розширення уяв про пластично-крихкий та пластично-вязкий переходи сплавів хрому. Встановлено, що широкому використанню більш працездатних хромових покриттів перешкоджає: відсутність хрому і сплавів на його основі у вигляді, придатному для напилювання; У звязку з викладеним, розробка фізичних та технологічних основ одержання матеріалів і покриттів на основі хрому, що забезпечують підвищення експлуатаційних характеристик виробів в складних умовах експлуатації, є актуальним. ДРУГИЙ РОЗДІЛ дисертації присвячено вирішенню науково-технічної проблеми розробці дослідно-промислових технологій виготовлення вихідних матеріалів сплавів на основі хрому які відповідають умовам газотермічного та вакуумного розпилювання. Додатково вивчалась можливість підвищення характеристик жаростійкості і зносостійкості сплавів на основі хрому без втрат технологічної пластичності з метою одержання матеріалу у вигляді придатному для газотермічного напилювання.Схильність хрому до випаровування при нагріві вище 1400 К ускладнює його нагрів під час напилювання і разом з різким зниженням характеристик пластичності хрому потребує використання методів газотермічного напилювання з підвищенням напірним тиском який впливає на деформаційні процеси під час формування покриття. Найпомітніший вплив випаровування хрому зафіксовано у разі напилювання його в середовищі динамічного вакууму коли загальний вміст хрому знижується з 80 % у вихідному стані до 66 % у покритті при мінімальному насичені його домішками проникнення (табл. Присутність фази нітриду Cr2N в покриттях на основі хрому вказує на те, що в процесі формування покриття температура його була вище 1500 К. Таким чином, встановлення фазового складу газотермічних покриттів на основі хрому дає можливість оцінити температурні параметри нагріву основної маси частинок вихідного матеріалу під час формування покриття. КТР хрому і покриттів на його основі залежно від технології отримання і легування в діапазоні 293-800 К наведено в табл.Уперше визначено, що зниження чутливості хрому до поверхневих дефектів залежить від структурного розміру зерен хрому і насичення його поверхні домішками проникнення, а це дає змогу виробам зі структурою зерна нижче 3 мкм витримувати багаточисельні згини-перегини без допоміжної поверхневої обробки. Виявлено вплив швидкості деформування на характер руйнації хрому, що дозволило узагальнити схему руйнування хрому в області температур від 200 до 1700 К. Встановлено фактори які контролюють як властивості покриття зі сплавів на основі хрому, так і їх поведінку в умовах тертя, впливу тепла та агресивного середовища і обґрунтована можливість управління цими факторами для забезпечення одночасного підвищення захисних властивостей матеріалу, що покривається, - жаростійкості, зносостійкості та корозійної стійкості.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ