Автоматическая сварка, 2017, №04



2017 №04 (04)

DOI of Article 10.15407/as2017.04.05

2017 №04 (06)

---

Автоматическая сварка, № 4, 2017, с. 25-31
 

Детонационные покрытия из порошков интерметаллидов системы Fe–Al, полученных методом механохимического синтеза

Ю. С. Борисов¹, А. Л. Борисова¹, Е. А. Астахов¹, Т. В. Цимбалиста¹, А. Н. Бурлаченко¹, М. А. Васильковская², А. И. Кильдий¹

¹ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²ИПМ им. И. Н. Францевича НАН Украины. 03680, г. Киев-142, ул. Кржижановского, 3. E-mail: deprconf@ipms.kiev.ua
 
Реферат
Исследованы структура, состав и микротвердость детонационных покрытий, полученных при использовании порошков интерметаллидов Fe₃Al, FeAl и Fe₂Al₅, изготовленных методом механохимического синтеза (МХС), и смесей порошков Fe и Al эквивалентных составов. Установлено влияние соотношения «кислород–горючий газ» в детонирующей смеси на процесс окисления напыляемого материала. В результате определения фазового состава покрытий, нанесенных с использованием различных порошков, показано, что в случае применения механических смесей слой состоит в основном из частиц исходной смеси Fe и Al. Структура покрытий из МХС Fe–Al-порошков содержит смесь продуктов нагрева и окисления этих порошков. Микротвердость покрытий изменяется от 4580 до 5710 МП а в зависимости от состава. Библиогр. 21, табл. 3, рис. 8.
 
Ключевые слова: детонационное напыление, алюминиды железа, порошки, механохимический синтез, состав детонирующей смеси, покрытия, фазовый состав, микротвердость
 
Поступила в редакцию 31.03.2017
Подписано в печать 30.03.2017
 
Ю. С. Борисов¹, А. Л. Борисова¹, Є. А. Астахов¹, Т. В. Цимбалиста¹, О. М. Бурлаченко¹, М. А. Васильківська², А. І. Кільдій^1
1ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України. 03680, м. Київ-150, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²ІПМ ім. І. М. Францевича НАН України. 03680, м. Київ-142, вул. Кржижанівського, 3. E-mail: deprconf@ipms.kiev.ua
 
Детонаційні покриття з порошків інтерметалідів системи Fe–Al, отриманих методом механохімічного синтезу
 
Досліджено структуру, склад та мікротвердість детонаційних покриттів, отриманих при використанні порошків інтерметалідів Fe₃Al, FeAl і Fe₂Al₅, виготовлених методом механохімічного синтезу (МХС), і сумішей порошків Fe і Al еквівалентних складів. Встановлено вплив співвідношення «кисень–горючий газ» в детонуючій суміші на процес окислення напилюваного матеріалу. В результаті визначення фазового складу покриттів, нанесених з використанням різних порошків, показано, що в разі застосування механічних сумішей шар складається в основному з частинок первинної суміші Fe і Al. Структура покриттів з МХС Fe–Al-порошків містить суміш продуктів нагріву і окислення їх матеріалу. Мікротвердість покриттів змінюється від 4580 до 5710 МП а в залежності від складу. Бібліогр. 21, табл. 3, рис. 8.
 
Ключові слова: детонаційне напилення, алюмініди заліза, порошки, механохімічний синтез, склад детонуючої суміші, покриття, фазовий склад, мікротвердість
 

1. Deevi S. C., Sikka V. K. Nickel and iron aluminides: an overview on properties, processing, and applications // Intermetallics. – 1996. – № 4. – P. 357–375.
2. Stoloff N. S. Iron aluminides: present status and future prospects // Materials Science and Engineering. A. – 1998. – Vol. 258, Iss. 1-2. – P. 1–14.
3. Cinca N., Guilemany J. M. Thermal spraying of transition metal aluminides: An overview // Intermetallics. – 2012. – Vol. 24. – P. 60–72.
4. Cinca N., Guilemany J. M. An overview of intermetallics research and application: Status of thermal spray coatings // Journal of Materials Research and Technology. – 2013. – V. 2, № 1. – P. 1–11.
5. Totemeier T. C., Swank W. D. Microstructure and Stresses in HVOF Sprayed Iron Aluminide Coatings // Journal of Thermal Spray Technolog. – 2002. – Vol. 11(3). – P. 2–9.
6. Wright R. N., Totemeier T. C. Microstructure and Properties of Iron Aluminide Coatings // Idaho National Engineering and Environmental Laboratory, 2002 (manuscript).
7. Surface Engineering by Thermal Spraying Nanocrystalline Coatings: the case of iron aluminide / Ji Gang et al. // Materiaux. – 2002. – P. 1–3.
8. Gang Ji, Elkedim O., Grosdidier T. Deposition and Corrosion resistance of HVOF Sprayed Nanocrystalline Iron Aluminide Coatings // Surface & Coatings Technology. – 2005. – 190. – P. 406–416.
9. Strudies of Fe–40Al coatings obtained by high velocity oxy-fuel / J. M. Guilemany et al. // Ibid. – 2006. – 201. – P. 2072–2079.
10. Guilemany J. M., Cinca N. High-temperature oxidation of Fe–40Al coatings obtained by HVOF thermal spray // Intermetallics. – 2007. – Vol. 15. – P. 1384–1394.
11. FeAl and NbAl3 Intermetallic-HVOF Coatings: Structure and Properties / J. M. Guilemany et al. // Journal of Thermal Spray Technology. – 2009. – Vol. 18, Iss. 4. – P. 536–545.
12. Senderowski C., Bojar Z. Cas detonation spray forming of Fe–Al coatings in the presence of interlayer // Surface & Coatings Technology. – 2008. – 202. – P. 3538–3548.
13. Microstructure Characterization of D-gun Sprayed Fe–Al Intermetallic Coatings / C. Senderowski et al. // Intermetallics. – 2010. – Vol. 18, № 7. – P. 1405–1409.
14. Suryanarayana C. Mechanical alloying and milling // Progress in Mater. Sci. – 2001. – № 46. – P. 1–184.
15. Аруначалам В. С. Механическое легирование: сб. Актуальные проблемы порошковой металлургии. – М.: Металлургия, 1990. – С. 175–202.
16. Ji Gang, Grosdidier T., Morniroli J-P. Microstructure of a High-Velocity Oxy-Fuel Thermal-Sprayed Nanostructured Coating Obtained from Milled Powder // Metallurgical and Materials Transactions A. – 2007. – Vol. 38A. – P. 2455–2463.
17. Characterization and comparison between ball milled and plasma processed iron-aluminium thermal spray coatings / S. Kumar et al. // Surface & Coatings Technology. – 2006. – 201. – P. 1267–1275.
18. Grosdidier T., Tidu A., Liao H. L. Nanocrystalline Fe–40Al Coating Processed by Thermal Spraying of Milled Powder // Scripta Materialia. – 2001. – 44. – P. 387–393.
19. Фазовые и структурные превращения при формировании порошков интерметаллидов системы Fe–Al методом МХС / А. Л. Борисова и др. // Порошковая металлургия. – 2015. – №7, 8. – С. 135–143.
20. Шоршоров М. Х., Харламов Ю. А. Физико-химические основы детонационно-газового напыления покрытий. – М.: Наука, 1978. – 227 с.
21. Зверев А. И., Шаривкер С. Ю., Астахов Е. А. Детонационное напыление покрытий. – Л.: Судостроение, 1979. –232 с.