Формирование структуры, фазового состава и свойств плазменных покрытий из сплава системы Fe-Si-Al-C

• Автор: Ковалевская, Жанна Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 167 с. : ил

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1. ПЛАЗМЕННОЕ НАПЫЛЕНИЕ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА В МЕТАСТАБИЛЬНОМ СОСТОЯНИИ

1.1. Формирование материала в условиях быстрой закалки из расплаваII

1.2. Особенности формирования плазменных покрытий.

1.3. Структура и свойства покрытия, полученного с одновременной ультразвуковой обработкой.

1.4. Постановка задачи

2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВА РеБьАГС В НЕРАВНОВЕСНЫХ УСЛОВИЯХ, ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ

2.1. Диаграммы состояния сплава системы ГеБГА1С.

2.2. Плазменное напыление и способы высокоэнергетического воздействия

на покрытие.

2.3. Методы исследования структуры, фазового состава, физикомеханических свойств и эксплуатационных характеристик покрытий.
3. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПЛАЗМЕННОГО ПОКРЫТИЯ ИЗ СПЛАВА ГеБьА1С
3.1. Влияние скорости охлаждения на структуру, фазовый состав и микротвердость сплава РеБьА1С, полученного разными методами быстрой закалки из расплава.
3.2. Формирование макро и микроструктуры частиц плазменного покрытия
3.3. Особенности формирования плазменного покрытия при наращивании.
4. УЛУЧШЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПОКРЫТИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКОЙ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА СТОЙКОСТЬ В УСЛОВИЯХ
ГАЗОАБРАЗИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ И ФРЕТТИНГКОРРОЗИИ
4.1. Влияние ультразвука на структуру и свойства плазменного
покрытия
4.2. Износостойкость покрытий в условиях газоабразивного изнашивания и
фретгингкоррозии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Скорости охлаждения, имеющие место при затвердевании обычных слитков, отливок, а также образцов, получаемых направленным затвердеванием, не превышают, как правило, 1 К/с. При быстрой закалке из расплава скорости охлаждения достигают КГ К/с и выше. При этом скорости охлаждения в интервале 3-6 К/с принято называть высокими, а в интервале 6-9 К/с и выше - сверхвысокими [8]. Однако, чаще всего, для определения скорости охлаждения используется метод измерения масштаба микроструктуры: расстояния между дендритными осями второго порядка - X, межпластиночного расстояния в эвтектике - А и размера зерна - % [8,-]. В и т - константы, подбираемые для каждого сплава и метода закалки эмпирически. По результатам анализа литературы в работе [8] значения констант В и ш изменяются в пределах -0 и 0,3-0,6, соответственно. В работах [,] приводятся скорости охлаждения сплава Ре-С околоэвтектического состава, рассчитанные по расстоянию между дендритными осями второго порядка. При А. К/с, а при Х=5 мкм - в К/с. В обоих расчетах использовались следующие значения констант: В=0 и ш=0,4 []. При получении порошкового материала распылением (закалка в жидкой или газовой среде), когда в процессе закалки не используется закалочная поверхность, скорость охлаждения задается размером получаемых частиц и в современных технологиях не превышает 5 К/с (минимальное расстояние между дендритными ветвями второго порядка - 1 мкм). С увеличением размера фракций распыляемых частиц от мкм до 0 мкм скорость охлаждения снижается с 5 до 3К/с []. Процесс осаждения частиц при газотермическом напылении по термическим и кинетическим условиям близок к методу сплэттинга (закалка капель на твердой поверхности) [8]. В этом случае скорость охлаждения напыляемых частиц зависит от степени деформирования полученных частиц-сплэтов (их высоты), а также от температуры закалочной поверхности-подложки, и может достигать значений х К/с [-,]. Дендритная структура при скоростях охлаждения такого порядка трансформируется в равноосную зеренную структуру с нано- и субмикронным размером зерна, либо аморфизируется [,]. Электронно-лучевое, лазерное и плазменное оплавление материала относится к методам быстрой закалки. При этом поверхностный слой оплавляется концентрированным потоком энергии, а охлаждение и затвердевание идут за счет отвода тепла в основной объем металла-подложки [8,-]. К/с (х~0-0 нм) []; при мкм — К/с (Х«0,3 мкм); при 1 мм-3 К/с(л«4 мкм) [8]. Существует ряд факторов, определяющих влияние высоких и сверхвысоких скоростей охлаждения на закаленное состояние материала, а также на последовательность и характер превращений при дальнейшей термообработке. Наиболее существенными из них являются следующие: растворимость в твердом состоянии; образование метастабильных фаз; размер зерна непосредственно после кристаллизации; сегрегация компонентов [8,]. Остановимся более подробно на вышеуказанных факторах, определяющих влияние быстрой закалки на структуру и фазовое состояние материала. Существует довольно большой экспериментальный материал о повышении предела растворимости в твердом состоянии в результате быстрой закалки из расплава [8]. Быстрое охлаждение из жидкости позволяет достичь растворимости, значительно превышающей равновесные значения, соответствующие диаграммам фазового равновесия. Это приводит к более равномерному распределению легирующих элементов и улучшению ряда характеристик сплава, особенно в случае высоколегированных сплавов. В работе [] отмечается, что после обработки электронами высокой энергии поверхности хромоникелевого чугуна (СПХН-) параметр решетки а-фазы возрастает от 0, нм до 0, нм, а содержание примесей в ней увеличилось от 1,7 до 2,6 вес. Стоит обратить внимание на разницу между растворимостью в сплавах на основе железа атомов внедрения (в частности углерода) и металлических компонентов сплава, замещающих атомы железа. Увеличение растворимости в железе элементов как внедрения, так и замещения сильно зависит от скорости охлаждения. Растворимость углерода, кроме того, зависит от присутствия в сплаве на основе железа тех или иных легирующих элементов.