Повышение функциональных свойств титана и его сплавов путем формирования на поверхности карбидсодержащих фаз при электродуговом разряде в водных электролитах

• Автор: Жевтун, Иван Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Области применения титана и его сплавов.

1.1.1 Авиастроение.

1.1.2 Судостроение.

1.1.3 Ракетнокосмическая отрасль

1.1.4 Другие отрасли.

1.2. Антифрикционные свойства титана и методы их улучшения.

1.2.1. Диффузионные методы.

1.2.2. Химические и гальванические методы

1.2.3. Плазменные методы.
1.3. Карбид титана в качестве износостойкого покрытия
1.3.1. Свойства карбида титана.
1.3.2. Теория свойств карбидов.
1.3.3. Применение карбида титана.
1.3.4. Методы получения карбида титана.
ГЛАВА 2. МАТБРИЛЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Исходные компоненты.
2. 2. Методы и оборудование для обработки образцов.
2. 3. Методика подготовки образцов.
2. 4. Методы и оборудование для анализа образцов.
2. 5. Методы и оборудование для механических испытаний.
2. 6. Компьютерная обработка данных
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА, МОРФОЛОГИИ, СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ И КАРБИДСОДЕРЖАЩИХ ФАЗ, ФОРМИРУЕМЫХ НА ТИТАНЕ НЕГО СПЛАВАХ.
3. 1. Использование энергетического воздействия на материал
3. 2. Формирование в электролите локальных участков, содержащих карбид титана.
3. 3. Фазовый и элементный состав локальных участков.
3. 4. Микроструктура локальных участков
3. 5. Механические свойства локальных участков.
3. 6. Коррозионные свойства карбидсодержащих участков
3. 7. Термическое поведение карб и содержащих участков.
3. 8. Процесс формирования локальных участков
ГЛАВА 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ КАРБИДА ТИТАНА ПРИ ДУГОВОМ РАЗРЯДЕ В ВОДНЫХ
ЭЛЕКТРОЛИТАХ.
ГЛАВА 5. ЛЕГИРОВАНИЕ КАРБИДНОЙ ФАЗЫ ХРОМОМ И ВОЗМОЖНОСТИ ПРАКТИЧЕСКОТ О ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ФОРМИРОВАНИЯ КАРБИДСОДЕРЖАЩИХ УЧАСТКОВ НА
ПОВЕРХНОСТИ ТИТАНОВЫХ СЛАВОВ
5.1. Введение хрома в карбидную фазу
5. 2. Возможности практического применения метода формирования
карбилсодержащих участков на поверхности титановых сплавов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Украина, Понизовка, ); Международная конференция HighMathTech (Украина, Киев, ); Российская научно-техническая конференция «Фундаментальные исследования в области технологий двойного назначения» (Комсомольск-на-Амуре, ); Международная конференция по химической технологии XT' (Москва, ). По результатам проведенных исследований опубликована печатная работа, в том числе 7 статей, материалов конференций и тезисов докладов, получен 1 патент РФ. Перспективные материалы», «Химическая технология», «Вестник машиностроения» («Russian Engineering Research»), «Электронная обработка материалов» («Surface Engineering and Apply Electrochemistry»). Личный вклад автора состоит в анализе литературных данных по теме исследования, проведении основной части экспериментов и обсуждении полученных результатов. Часть экспериментального материала получена при участии сотрудников Института химии ДВО РАН, Дальневосточного геологического института ДВО РАИ. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка используемых источников (6 наименований) и приложений. Объем диссертации составляет 2 страницы, включая таблиц и рисунков. ГЛАВА 1. В силу своих уникальных свойств титан находит широкое применение в авиационном, судостроительном, ракетно-космическом машиностроении и во многих других отраслях. Авиастроение. Авиационное двигателестроение является наиболее ранней и определяющей областью использования титана. Два основных качества титановых сплавов обусловили их широкое использование - высокая прочность и малый удельный вес. Замена стальных деталей компрессора деталями из титановых сплавов обеспечивает снижение в них напряжения от центробежных сил, таким образом, увеличивая надежность работы двигателя. Применение титановых сплавов вместо стали уменьшает массу двигателей на -%. Из титана и его сплавов, преимущественно жаропрочных, изготавливают широкую номенклатуру деталей - диски, лопатки турбин, направляющие аппараты, обтекатели, трубопроводы, крепеж т. Некоторые области применения требуют наличия таких свойств, которыми обладает только чистый титан. Так, например, гитан применяется с целыо предотвращения растрескивания деталей в некоторых типах самолетов. Растрескивание в титане происходит с гораздо меньшей скоростью, нежели в других металлах, и поэтому он, как более надежный, применяется в местах, особо подверженных трещинообразованию [2]. Судостроение. В судостроении применение титана как конструкционного материала началось в начале -х гг. Тиган используется для различных деталей палубной арматуры, трубопроводов, приборов, антенн, рукояток, постоянно погруженных в морскую воду. В судостроении целесообразность применения титана и его сплавов основывается на высокой коррозионной стойкости и коррозионномеханической прочности. Эти и другие ценные характеристики (хлад постой кость, динамическая прочность, стойкость к кавитации) в совокупности обусловили исключительную надежность титановых сплавов в элементах конструкций морских судов и, как следствие, широкое использование титана в этой области [1,2]. Ракетно-космическая отрасль. Высокая коррозионная стойкость, легкость и жаропрочность титановых сплавов позволяют изготовлять из них многие детали для космических кораблей и аппаратов. В частности, титановый сплав был успешно применен для изготовления передней части корпуса ракеты «Авангард», температура которой в результате трения о воздух превышает 0 °С. О незаменимости титана в космосе говорит и тот факт, что в глубоком вакууме даже при обычных температурах применение многих металлов и сплавов невозможно из-за их неустойчивости. Так, широко применяемые в авиации магниевые сплавы в вакууме начинают кипеть и испаряться, многие другие металлы испаряются в меньшей степени. Самыми устойчивыми материалами оказались сталь, вольфрам, платина и титан [3|. По понятным причинам выбор пая на гитан. Титан используют для изготовления баллонов, в которых длительное время под давлением могут находиться различные газы. Например, в американских ракетах типа "Атлас" сферические резервуары для хранения сжатых газов сделаны из титана. Из титановых сплавов изготавливают и баки для окислителя ракетного топлива - жидкого кислорода. Космические корабли «Аполлон» содержали более тонн деталей и агрегатов из титановых сплавов.