Зносостійкі металокерамічні покриття отримані методом припікання з електронно-променевим нагрівом
| dc.contributor.author | Сисоєв, Максим Олександрович | |
| dc.contributor.degreedepartment | високотемпературних матеріалів та порошкової металургії | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | інженерно-фізичний | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2014-12-12T11:37:45Z | |
| dc.date.available | 2014-12-12T11:37:45Z | |
| dc.date.issued | 2014 | |
| dc.description.abstracten | A thesis for and candidate of technical sciences (PhD) degree, specialty 05.16.06. - Powder metallurgy and composite materials. National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic" Kyiv, 2014. The work is devoted to developing the foundations of the process of obtaining wear-resistant cermet coatings by the method of electron-beam cauterization, the essence of which is that in the two-layer composition formed from powders of Fe-Ni-Cr- B-Si, Ni- Cr- B-Si, Cu-Zr alloys and refractory boride during continuous high-speed electron-beam heating processes sequentially taking place sintering of the refractory skeleton, melting of the fusible layer, wetting the base by melt and the capillary transportation of melt in the pores of the refractory carcass. Cermet coatings based on TiB2, ZrB2, HfB2 and Ni-Cr-B-Si, Fe-Ni-Cr-B-Si, Cu-Zr metallic bonds were obtained. The processes of the structure formation, mechanical properties and performance of the coatings were investigated. Produced batch of test samples of the composite of TiB2(ZrB2) - Cu-Zr coatings, have passed successful industrial tests at the "Antonov" company. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.16.06. – Порошковая металлургия и композиционные материалы. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», г. Киев, 2014 г. Работа посвящена разработке основ процесса получения износостойких металлокерамических покрытий методом припекания, суть которого заключается в том, что в двухслойной композиции, состоящей из порошков сплавов Fe-Ni-Cr-B-Si, Ni-Cr-B-Si, Cu- Zr и тугоплавкого борида, во время скоростного и непрерывного нагрева электронным лучом последовательно происходят процессы спекания тугоплавкого каркаса, плавления легкоплавкой составляющей, смачивания ее расплавом основы и капиллярного транспорта расплава по порам тугоплавкого каркаса. Разработана модель процесса формирования металлокерамических покрытий путем припекания прослойки из порошков тугоплавких соединений через прослойку из порошков более легкоплавких металлов и сплавов к стальной основе в условиях нагрева электронным лучом. Показано, что процесс передачи тепла должен обеспечивать такие тепловые условия, при которых скорость спекания тугоплавкого каркаса была бы выше, а скорость растворения материала тугоплавкого каркаса в пропитывающем расплаве ниже скорости пропитки. Наибольшие значения прочности, после спекания, характерны для прессовок из диборида титана. По мере увеличения порядкового номера металла, образующего борид, прочность прессовок снижается. Интенсификация процесса спекания путем введения легкоплавких добавок сплава Fe-Ni-Cr-B-Si активирует локально неоднородное уплотнение, что вызывает формирование пор большого размера. Положительный результат дает введение в состав прессовки из тугоплавкого борида смеси порошков циркония и бора в соотношении 80/20. В этом случае, за счет развития в процессе нагрева композиции экзотермического взаимодействия в режиме СВС, которое приводит к интенсификации процесса теплопередачи и увеличению скорости спекания, происходит формирование покрытий по механизму припекания с последующей пропиткой керамического каркаса сплавами Fe-Ni-Cr-B-Si, Ni-Cr-B-Si, Cu-Zr. При этом достигается упрочнение боридного каркаса (более чем в 2 раза), уменьшается время термического воздействия и частично предотвращается растворение боридов в сплавах Ni-Cr-B-Si, Fe-Ni- Cr-B-Si. С целью безопасного использования пирофорного порошка циркония было исследовано влияние природы и количества пассиватора (Na2SiO3 и поливинилового спирта) на температуру начала интенсивного окисления. Показано, что количество и природа пассиватора не влияют на скорость горения, а изменяется только температура начала горения. Большее значение температуры начала горения при использовании в качестве пассиватора Na2SiO3, по сравнению с поливиниловым спиртом, объясняется его неорганической природой. Результаты исследований позволили использовать порошок циркония для интенсификации процессов спекания керамического каркаса и изготовления сплавов связки Cu-Zr. Установлены закономерности смачивания боридов Ti, Zr, Hf самофлюсующимися сплавами на основе железа и никеля. Показано, что угол смачивания меньше 90° и уменьшается при увеличении степени контактного взаимодействия вследствие образования промежуточного продукта. При реализации процесса пропитки скорость межфазного взаимодействия выше, чем скорость капиллярного транспорта расплава, что приводит к интенсивному растворению каркаса из частиц тугоплавких боридов. Причем по мере уменьшения атомного радиуса металла, образующего борид, скорость взаимодействия возрастает. По данным микроструктурного анализа покрытия представляют композиционный материал матричного типа, где в легкоплавкой составляющей находятся зерна боридов. Показано, что для формирования металлокерамических покрытий в условиях электронно- лучевого нагрева для обеспечения максимального уровня физико-механических свойств должно выполняться одно из главных условий - отсутствие растворимости материала тугоплавкого каркаса в легкоплавкой составляющей, которая его пропитывает. В случае, когда взаимодействие материала тугоплавкого каркаса и расплава описывается диаграммой состояния с растворимыми или ограниченно растворимыми компонентами, для получения покрытий необходимо наносить на тугоплавкую составляющую прослойку из третьего компонента такой толщины, при которой скорость пропитки была бы больше скорости растворения третьего компонента. Использование в качестве материала пропитки эвтектического сплава Cu-Zr, не взаимодействующего с диборидами переходных металлов, обеспечивает формирование каркаснонаполненных металлокерамических покрытий и позволяет реализовать один из наиболее эффективных механизмов упрочнения – армирование волокнами. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.06. – Порошкова металургія та композиційні матеріали. Національний технічний університет України «Київський політехнічний», м.*Київ, 2014р. Робота присвячена розробці основ процесу одержання зносостійких металокерамічних покриттів електронно-променевим припіканням, суть якого полягає в тому, що в двошаровій композиції, сформованій із порошків сплавів Fe-Ni-Cr-B-Si, Ni-Cr-BSi, Cu-Zr та тугоплавкого бориду, під час швидкісного і безперервного нагрівання електронним променем відбуваються послідовно процеси спікання тугоплавкого каркасу, розплавлення легкоплавкого прошарку, змочування розплавом основи та капілярного транспорту розплаву по порах тугоплавкого каркасу. Отримані металокерамічні покриття на основі TiB2, ZrB2, HfB2 та металевої зв’язки Ni-Cr-B-Si, Fe-Ni-Cr-B-Si, Cu-Zr. Досліджено процеси формування структури, механічні та експлуатаційні властивості отриманих покриттів. Виготовлена партія дослідних зразків композиційних покриттів систем TiB2(ZrB2) – Cu-Zr, які пройшли промислове випробування на ДП «Антонов». | uk |
| dc.format.page | 22 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/9773 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 621.762 - 033.78 | uk |
| dc.title | Зносостійкі металокерамічні покриття отримані методом припікання з електронно-променевим нагрівом | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.16.06 - порошкова металургія та композиційні матеріали | uk |