Повышение твердости и износостойкости технического титана анодной электролитно-плазменной цементацией

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрена возможность использования технологии анодной электролитно-плазменной цементации в нетоксичном электролите для повышения микротвердости и износостойкости технически чистого титана. Исследованы морфоструктура и шероховатость поверхности материала после насыщения, изучено распределение микротвердости в поверхностном слое и трибологическое поведение модифицированной поверхности. Испытания на износостойкость проводились в условиях сухого трения с использованием инструментальной легированной закаленной стали в качестве контртела. Установлено, что электролитно-плазменная цементация в водном электролите, содержащем хлорид аммония и глицерин, в 3,5 раза повышает поверхностную твердость, до 900 HV 0,01, за счет образования диффузионного слоя. На трибологическое поведение влияют высокотемпературное окисление поверхности, приводящее к образованию наружного оксидного слоя, формирование модифицированного слоя и поверхностный рельеф титана. Коэффициент трения после обработки увеличивается в 1,2 раза, а массовый износ снижается в 3,4 раза по сравнению с необработанной поверхностью деталей из титана.

Об авторах

И. В Тамбовский

ФГБОУ ВО Московский государственный технологический университет (МГТУ) «СТАНКИН»; ФГБОУ ВО Костромской государственный университет

Email: ramstobiliti@gmail.com

С. А Кусманов

ФГБОУВО Костромской государственный университет

Email: akusmanov@yandex.ru

Т. Л Мухачева

ФГБОУ ВО Московский государственный технологический университет (МГТУ) «СТАНКИН»; ФГБОУ ВО Костромской государственный университет

Email: ramstobiliti@gmail.com

Б. Л Крит

ФГБОУ ВО Московский государственный технологический университет (МГТУ) «СТАНКИН»; ФГБОУ ВО Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет)

Email: ramstobiliti@gmail.com

И. В Суминов

ФГБОУ ВО Московский государственный технологический университет (МГТУ) «СТАНКИН»

Email: ramstobiliti@gmail.com

Р. С Хмыров

ФГБОУ ВО Московский государственный технологический университет (МГТУ) «СТАНКИН»

Email: ramstobiliti@gmail.com

И. Р Палёнов

ФГБОУ ВО Московский государственный технологический университет (МГТУ) «СТАНКИН»

Email: ramstobiliti@gmail.com

Р. А Вдовиченко

ФГБОУ ВО Московский государственный технологический университет (МГТУ) «СТАНКИН»

Email: ramstobiliti@gmail.com

В. И Морозов

ФГБОУ ВО Московский государственный технологический университет (МГТУ) «СТАНКИН»

Автор, ответственный за переписку.
Email: ramstobiliti@gmail.com

Список литературы

  1. Дробов, А.Н. Влияние ионно-плазменного азотирования на износостойкость и характер изменения шероховатости поверхности титановых сплавов ВТ1-0, ВТ6 и ОТ4-1 / А.Н. Дробов, М.Н. Босяков, И.Л. Поболь // Литье и металлургия. 2022. №2. С.78-83.
  2. Каталог продукции и услуг НПК "Титановые сплавы". - СПб.: НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей", 2019. 56 с.
  3. Гриценко, Б.П. Повышение износостойкости технически чистого титана ВТ1-0 и сплава ВТ6 / Б.П. Гриценко, Н.Н. Коваль, Ю.Ф. Иванов, К.В. Круковский, Н.В. Гирсова, А.Д. Тересов // Изв. Самар. науч. центра РАН. 2011. Т.13. №4(3). С.1009-1013.
  4. Спиридонов, М.А. Влияние цементации на структуру и свойства титанового сплава ВТ1-0 / М.А. Спиридонов, А.А. Куколев, Л.Е. Куц, Н.А. Вавилина // Сб. науч. статей 2-й Междунар. науч. конф. перспективных разработок молодых ученых: в 3 т. - Курск: [без изд.], 2021. С.177-180.
  5. Czerwinski, F. Thermochemical treatment of metals / F. Czerwinski // Heat Treatment - Conventional and Novel Applications. - L.: IntechOpen, 2012. P.422.
  6. Belkin, P.N. Plasma electrolytic carburising of metals and alloys / P.N. Belkin, S.A. Kusmanov // Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2021. V.57. №1. P.19-50.
  7. Рамазанов, К.Н. Ионное азотирование титанового сплава ВТ6 в тлеющем разряде с эффектом полого катода / К.Н. Рамазанов, И.С. Рамазанов // Вест. УГАТУ. 2014. №2. С.41-46.
  8. Иванов, С.Г. Борирование титана ВТ1-0 из насыщающих обмазок / С.Г. Иванов, М.А. Гурьев, С.А. Иванова, И.А. Гармаева, А.М. Гурьев // Grand Altai Research & Education. 2016. №1. С.57-63.
  9. Aliofkhazraei, M. Review of plasma electrolytic oxidation of titanium substrates: Mechanism, properties, applications and limitations / M. Aliofkhazraei, D.D. Macdonald, E. Matykina, E.V. Parfenov, V.S. Egorkin, J.A. Curran, S.C. Troughton, S.L. Sinebryukhov, Gnedenkov S.V., T. Lampke, F. Simchen, H.F. Nabavi // Appl. Surf. Sci. Advances. 2021. V.5. Art.100121.
  10. Kusmanov, S.A. Improving the wear resistance of VT22 titanium alloy by anodic plasma electrolytic boriding / S.A. Kusmanov, I.V. Tambovskii, I.A. Kusmanova, P.N. Belkin // Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2021. V.57. №4. P.419-424.
  11. Kusmanov, S.A. Anode plasma electrolytic borocarburising of alpha + beta-titanium alloy / S.A. Kusmanov, I.V. Tambovskiy, S.A. Silkin, I.A. Kusmanova, P.N. Belkin // Surf.Interfaces. 2020. V.21. Art.100717.
  12. Kusmanov, S. Anodic plasma electrolytic nitrocarburising of Ti6Al4V alloy (SMT31) / S. Kusmanov, I. Kusmanova, I. Tambovskiy, P. Belkin, V. Parfenyuk // Surf. Eng. 2019. V.35. №3. P.199-204.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023