Фізико-хімічні умови формування, будова і властивості багатокомпонентних покриттів за участю титану, алюмінію, хрому з бар’єрним шаром TiN на сталі 9ХС

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorХижняк, Віктор Гаврилович
dc.contributor.authorКалашніков, Гліб Юрійович
dc.contributor.authorШтойка, Вікторія Юріївна
dc.contributor.authorПобережний, Дмитро Андрійович
dc.contributor.authorKhyzhniak, Viktor G.
dc.contributor.authorKalashnikov, Glib Yu.
dc.contributor.authorShtoyka, Viktoriya Yu.
dc.contributor.authorPoberezhnyi, Dmytro A.
dc.contributor.authorХижняк, Виктор Гаврилович
dc.contributor.authorКалашников, Глеб Юрьевич
dc.contributor.authorШтойка, Виктория Юрьевна
dc.contributor.authorПобережный, Дмитрий Андреевич
dc.date.accessioned2018-07-24T14:14:41Z
dc.date.available2018-07-24T14:14:41Z
dc.date.issued2016
dc.description.abstractenBackground. Methods of alloy treatment with chloride phases have become widespread in chemical and thermal treatment. Chloride gas environments have been successfully used for titanizing, chromizing, aluminizing of metals and alloys. Diffusion saturation of the gas phase has got significant advantages over other methods: high-quality coatings, flexible process control, high performance and efficiency. Study of factors that affect the state of gas environment and directly the phase and chemical composition, structure and properties of coatings is of the great interest. Objective. The aim of the work is to establish comprehensive thermodynamic conditions of 9HS steel saturation with the layer of nitride TiN by titanium, chromium and aluminum, establishment of the phase composition, structure and properties of coatings and rendering based on the studies of practical recommendations on technical parameters of saturation. Methods. Multiple saturation of 9HS tool steel was realized in a powder mixture of metals Ti, Al, Cr, NH₄Cl activator and Al₂O₃ inert additives. Counterpoise was estimated in the temperature range 300–1500 K for systems involving saturating metals (Ti, Al, Cr), Cl, C, N, O, elements of base (Fe). Samples with coatings were studied by modern me­­thods of physical material science. Results. Investigation of gas and condensed state of system Ti–Al–Cr–C–N with different composition in the temperature range 300–1500 K showed a significant probability of 9HS steel saturation by titanium and aluminum, lower by chromium, and formation on surface phases of TiC, TiN. TiN barrier layer inhibits at CTT the division of chromium and aluminum in the outer zones of coatings and promotes on surface layer Cr₇C₃. Conclusions. Coatings with microhardness of separate components are formed on 9HS steel with TiN layer after titanium-aluminium chromizing: TiC – 35.6; TiN – 24.5; Cr₇C₃ – 18.5 GPa. Durability of titanium-aluminium chromi-zing 9HS steel with TiN barrier layer in terms of friction without lubrication is in 13.6 times higher than in the same steel after quenching and low tempering.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Широкое распространение в химико-термической обработке (ХТО) получили методы обработки сплавов с использованием хлоридных фаз. Хлоридные газовые среды успешно используются для титанирования, хромирования, алитирования металлов и сплавов. Диффузное насыщение из газовой фазы имеет существенные преимущества по сравнению с другими методами: высокое качество покрытий, возможность гибкого управления процессом, высокую производительность и экономичность. Таким образом, значительный интерес представляют исследования факторов, влияющих на состояние газовой среды и непосредственно на фазовый, химический состав, структуру и свойства покрытий. Цель исследования. Целью работы является установление термодинамических условий комплексного насыщения титаном, хромом и алюминием стали 9ХС со слоем нитрида TiN, установление фазового состава, структуры, свойств покрытий и предоставление на основе проведенных исследований практических рекомендаций по технологическим параметрам процессов насыщения. Методика реализации. Комплексное насыщение инструментальной стали 9ХС проводили в порошковой смеси металлов Ti, Al, Cr, активатора NH₄Cl и инертной добавки Al₂O₃. Равновесие оценивали в интервале температур 300–1500 К для систем с участием насыщающих металлов (Ti, Al, Cr), хлора, углерода, азота, кислорода, элементов основы (Fe). Образцы с покрытиями исследованы современными методами физического материаловедения. Результаты исследований. Исследование газового и конденсированного состояний системы Ti–Al–Cr–C–N различного состава в интервале температур 300–1500 К показали значительную вероятность насыщения стали 9ХС титаном и алюминием, меньше хромом, образование на поверхности фаз TiC, TiN. Барьерный слой TiN при ХТО тормозит перераспределение хрома, алюминия во внешних зонах покрытий и способствует формированию на поверхности слоя Cr₇C₃. Выводы. На стали 9ХС со слоем TiN после титаноалюмохромирования формируются покрытия с микротвердостью отдельных составляющих: TiC – 35,6; TiN – 24,5; Cr₇C₃ – 18,5 ГПа. Износостойкость титаноалюмохромированой стали 9ХС с барьерным слоем TiN в условиях трения скольжения без смазки в 13,6 раза выше, чем этой же стали после закалки и низкого отпуска.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Значного поширення в хіміко-термічній обробці (ХТО) набули методи поверхневої обробки сплавів із використанням хлоридних фаз. Хлоридні газові середовища успішно використовуються для титанування, хромування, алітування металів та сплавів. Дифузійне насичення з газової фази має суттєві переваги порівняно з іншими методами: високу якість покриттів, можливість гнучкого керування процесом, високу продуктивність та економічність. Таким чином, значний інтерес мають дослідження факторів, які впливають на стан газового середовища і безпосередньо на фазовий, хімічний склад, структуру, властивості покриттів. Мета дослідження. Метою роботи є встановлення термодинамічних умов комплексного насичення титаном, хромом і алюмінієм сталі 9ХС із шаром нітриду TiN, встановлення фазового складу, структури, властивостей покриттів та надання на основі проведених досліджень практичних рекомендацій щодо технологічних параметрів процесів насичення. Методика реалізації. Комплексне насичення інструментальної сталі 9ХС проводили в порошковій суміші металів Ti, Al, Cr, активатора NH₄Cl та інертної домішки Al₂O₃. Рівновагу оцінювали в інтервалі температур 300–1500 К для систем за участю насичувальних металів (Ti, Al, Cr), хлору, вуглецю, азоту, кисню, елементів основи (Fe). Зразки з покриттями досліджено сучасними методами фізичного матеріалознавства. Результати досліджень. Дослідження газового та конденсованого станів системи Ti–Al–Cr–C–N різного складу в інтер­валі температур 300–1500 К показали значну вірогідність насичення сталі 9ХС титаном та алюмінієм, меншу хромом, утворення на поверхні фаз TiC, TiN. Бар’єрний шар TiN при ХТО гальмує розподіл хрому, алюмінію в зовнішніх зонах покриттів і сприяє формуванню на поверхі шару Cr₇C₃. Висновки. На сталі 9ХС із шаром TiN після титаноалюмохромування формуються покриття з мікротвердістю окремих складових: TiC – 35,6; TiN – 24,5; Cr₇C₃ – 18,5 ГПа. Зносостійкість титаноалюмохромованої сталі 9ХС з бар’єрним шаром TiN в умовах тертя ковзання без змащування в 13,6 разу вища, ніж цієї ж сталі після гартування та низького відпуску.uk
dc.format.pagerangeС. 68-78uk
dc.identifier.citationФізико-хімічні умови формування, будова і властивості багатокомпонентних покриттів за участю титану, алюмінію, хрому з бар’єрним шаром TiN на сталі 9ХС / В. Г. Хижняк, Г. Ю. Калашніков, В. Ю. Штойка, Д. А. Побережний // Наукові вісті НТУУ «КПІ» : міжнародний науково-технічний журнал. – 2016. – № 6(110). – С. 68–78. – Бібліогр.: 20 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1810-0546.2016.6.84303
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/24040
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceНаукові вісті НТУУ «КПІ» : міжнародний науково-технічний журнал, 2016, № 6(110)uk
dc.subjectсталь 9ХСuk
dc.subjectпокриттяuk
dc.subjectнасиченняuk
dc.subjectструктураuk
dc.subjectвластивостіuk
dc.subject9HS steeluk
dc.subjectcoatinguk
dc.subjectsaturationuk
dc.subjectstructureuk
dc.subjectpropertiesuk
dc.subjectпокрытияuk
dc.subjectнасыщениеuk
dc.subjectсвойстваuk
dc.subject.udc621.785uk
dc.titleФізико-хімічні умови формування, будова і властивості багатокомпонентних покриттів за участю титану, алюмінію, хрому з бар’єрним шаром TiN на сталі 9ХСuk
dc.title.alternativePhysical and Chemical Conditions of Formation, Structure and Properties of Multicomponent Coatings by the Titanium, Aluminium, Chromium with TiN Barrier Layer on 9HS Steeluk
dc.title.alternativeФизико-химические условия формирования, структура и свойства многокомпонентных покрытий при участии титана, алюминия, хрома с баръерным слоем TiN на стали 9ХСuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
NV2016-6_08.pdf
Розмір:
411.03 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті НТУУ «КПІ»: науково-технічний журнал, № 6(110)