Композиционные износостойкие покрытия системы Ti-B-Fe, полученные методом электронно-лучевой наплавки в вакууме

• Автор: Колесникова, Ксения Александровна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1. АНАЛИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ БЕСКИСЛОРОДНЫХ ТУГОПЛАВКИХ СОЕДИНЕНИЙ

И ТЕХНОЛОГИЙ ИХ НАНЕСЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ПОТОКОВ ЭНЕРГИИ

1.1. Структура и свойства боридов титана.

1.2. Методы получения диборида титана

1.3. Получение композиционных материалов и композиционных покрытий на основе диборида гитана

1.4. Методы обработки поверхности изделий концентрированными потоками энергии

1.5. Постановка задач диссертации

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Материалы исследования

2.2. Методики исследования.
3. ЭЛЕКГРОННОЛУЧЕВАЯ НАПЛАВКА ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ СВСКОМПОЗИТА ТВгБе 6 9.
3.1. Структура и свойства покрытий, полученных методом элекгроннолучевой наплавки из композиционных СВСпорошков ТВ2Ре
3.2. Влияние состава связки на формирование структуры и свойств композиционных ЭЛНпокрытий из порошков на основе СВСкомпозита ТВ2Ре.
3.2.1. Структура и свойства ЭЛНпокрытий, полученных из
смеси порошков ТВ2РеСвс Ре
3.2.2. Структура и свойства ЭЛНпокрытий, полученных
из смеси порошков ТВ2Ресвс ПГУС.
Выводы по разделу 3
4. ФАЗОСТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ И СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТРГЙ, СИНТЕЗИРУЕМЫХ В ПРОЦЕССЕ ЭЛН ИЗ ТЕРМОРЕАГИРУЮЩИХ ПОРОШКОВ 3 0.
4.1. Влияние гранулометрического состава порошков РеВ и
РеТ на структуру и свойства наплавленного слоя 7 9.
4.1.1. Границы раздела
4.2. Влияние легирования на структуру и свойства ЭЛНпокрытий, полученных из термореагирующих порошков
системы ТВРе. 1
4.2.1. Покрытия из смеси термореагирующих порошков
РеВ РеТ с бором аморфным.
4.2.2. Формирование структуры наплавки при введении в исходную шихту ультрадисперсного порошка x.
4.2.3.Формирование структуры наплавки при введении в исходную шихту ультрадисперсного порошка ЕьОз
4.2.4. Формирование структуры наплавки при введении в
исходную шихту ультрадисперсного порошка СаР
Выводы по разделу
5. ТРИБОТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОКРЫТИЙ СИСТЕМЫ ТВРе, ПОЛУЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ
НАПЛАВКОЙ .
5.1. Абразивная износостойкость покрытий.
5.2. Триботсхничсские свойства композиционных боридных покрытий при сухом трении.
5.3. Сравнительный анализ трпботехничсских свойств боридных покрытии, полученных электроннолучевой наплавкой, газопламенным напылением и напылением с последующим оплавлением электронным пучком.
5.4. Возможность использования упрочняющих боридных покрытий, полученных методом электроннолучевой наплавки,
в металлургическом производстве
Выводы по разделу
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Исходя из этого, настоящая глава посвящена краткому обзору структуры, свойств и методов получения боридов титана и композиционных материалов и покрытий на их основе. При этом из накопленного к настоящему времени большого объема литературных данных отобраны те результаты, которые непосредственно связаны с решаемыми в работе задачами. Кристаллическая структура. Уникальность физических, механических и химических свойств боридов переходных металлов обусловлена особенностями их кристаллического строения, характером и энергией межатомных связей, электронным строением атомов бора и металла, образующих борид. Благодаря высоким акцепторным свойствам бора и способности образовывать прочные ковалентные связи как в собственных кристаллах, так и с атомами углерода, кремния, азота, атомы бора стремятся к захвату атомов различных примесей . Отсюда следует и особое положение боридов среди соединений внедрения. Половину структурных типов боридов представляют те, в которых атомы бора образуют изолированные атомы и различные формы цепочек. VIII групп Периодической системы. Атомы бора в структурном типе Л1В2 образуют графитоподобные сетки, перпендикулярные оси 2, а вся структура это последовательное чередование гексагональных слоев из металлических атомов, расположенных в узлах гексагональной плотноупакованной решетки с малым отношением са и слоев из атомов бора, образующих гексагональную двухмерную сетку , . Хотя состав бинарных соединений в системах Ме В и меняется в широком диапазоне от Ме5В до МеВ6А, однако, большинство систем имеет относительно простой состав, описываемый формулами Ме4В, Ме2В, Ме3В2, МеВ, Ме3В4, МеВ2, МеВ4, МеВ0 и МеВ. В соединениях типа Ме4В и Ме2В атомы бора изолированы друг от друг а, в соединениях Ме3В2 спарены, в МеВ образуют зигзагообразные одинарные цепи, в Ме3В4 двойные цепи, в МеВ2сетки, в МеВ4, МеВ6 и МеВ трехмерную решетку, в междоузлиях которой располагаются атомы металла . Электронное строение и классификация боридов. При образовании боридов в момент взаимодействия атомов изменяется состояние всех электронов и, особенно, валентных электроны атомов простых веществ переходят с б, с1 и 1 состояний на р состояния бора формированием при этом б4 ру высокой степени устойчивости. Это происходит как за счет одноэлектронных 5 р переходов з2р эр2, так и за счет электронных обменов между атомами бора яр зр Бр Бр, т. Роль электронных ер2 и яр3 состояний изменяется в зависимости от донорных способностей атомов простых веществ, взаимодействующих с атомами бора с образованием боридпых фаз 9. Термодинамические и термические свойства. Среди боридов переходных металлов IV VI групп наибольшие величины тсплот образования наблюдаются у боридов металлов IV группы. В таблице 1. Таблица 1. С увеличением содержания бора в бориде при переходе от низших боридов к высшим теплоемкость, температуры плавления, характеристические температуры, модуль упругости повышаются, КТР и среднеквадратичные смещения атомов уменьшаются . Все это свидетельствует об увеличении жесткости решетки с ростом отношения ВМе и повышением степени локализации электронных состояний атомов бора, что приводит к упрочнению связей ВВ. Физика механические свойства. Среди других боридов переходных металлов 1УУ1 Периодической системы элементов диборид ти гана обладает максимальной жесткостью решетки, о чем свидетельствуют небольшие значения КТР 4,6а6, К1, высокие значения модуля Юнга 0 ГПа, твердости ,7 ГПа и температуры плавления С , . Среди химических соединений дибориды переходных метаплов выделяются высокими значениями электро и теплопроводности, которые соизмеримы или в несколько раз превосходят значения этих свойств для металлического компонента табл. Удельное электросопротивление монокристалла ТВг при комнатной температуре лишь в 5 раз выше, чем у меди. Вследствие высокой свободной энергии образования бориды характеризуются высокой стабильностью в вакууме и, наряду с карбидами, являются единственными соединениями, пригодными к использованию в вакууме при температуре выше К . Наряду с такими свойствами диборид титана хрупок.