Автоматичне зварювання, 2023, №10



2023 №10 (07)

DOI of Article 10.37434/as2023.10.08

2023 №10 (01)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 10, 2023, с. 60-65

Дослідження впливу тривалості часу механо-хімічного синтезу наноструктурного порошку (Fe, Ti)₃Al на характеристики плазмових покриттів

О.П. Грищенко¹, Н.В. Вігілянська¹, О.М. Бурлаченко¹, Ц. Сендеровскі², В.Ф. Горбань³

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²Варшавський політехнічний університет. 00-661, м. Варшава, Польща, пл. Політехніки, 1
³Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України. 03142, вул. Академіка Кржижановського, 3

Проведено дослідження впливу часу високоенергетичної обробки суміші порошків 60,8Fe + 39,2TiAl (мас. %) на структуру, фазовий склад і механічні характеристики плазмових інтерметалідних покриттів (Fe,Ti)3Al. В якості порошків для плазмового напилення використовували порошки інтерметаліду (Fe,Ti)3Al, які було отримано методом механохімічного синтезу (МХС) в високоенергетичному млині протягом 3 та 5 год. В результаті плазмового напилення формуються покриття з нанокристалічною структурою з розміром кристалітів 60 та 45 нм, відповідно. Показано, що при напиленні МХС-порошку, отриманого протягом 5 год, формуються тонколамелярні покриття з максимальною товщиною ламелей 23 мкм, тоді як у випадку напилення МХС-порошку, отриманого протягом 3 год, товщина ламелей досягає 42 мкм. При цьому у випадку напилення МХС-порошку, отриманого протягом 5 год, формуються більш щільні покриття, пористість яких знижується на 2,3 % у порівнянні з покриттям з МХС-порошку, отриманого протягом 3 годин. Встановлено підвищення механічних характеристик (твердості та модуля пружності) плазмового покриття при використанні порошку, отриманого обробкою протягом 5 год. Це дозволяє передбачити більш високу зносостійкість даних покриттів, що працюють в умовах зношування, ніж у випадку напилення МХС-порошку, отриманого протягом 3 годин. Бібліогр. 15, табл. 3, рис. 5.
Ключові слова: алюмініди заліза, механохімічний синтез, плазмове напилення, наноструктурні покриття, розмір кристалітів, механічні характеристики


Надійшла до редакції 28.06.2023

Список літератури

1. Cinca, N., Lima, C. R. C., Guilemany, J. M. (2013) An overview of intermetallics research and application: Status of thermal spray coatings. J. of Materials Research and Technology, 2(1), 75–86. DOI: https://doi.org/10.1016/j. jmrt.2013.03.013.
2. Palm, M., Stein, F., Dehm, G. (2019) Iron aluminides. Annual Review of Materials Research, 49, 297–326. DOI: https:// doi.org/10.1146/annurev-matsci-070218-125911.
3. Zamanzade, M., Barnoush, A., Motz, C. (2016) A Review on the Properties of Iron Aluminide Intermetallics. Crystals, 6(1), 10. DOI: https://doi.org/10.3390/cryst6010010.
4. Moszner, Peng, Suutala, Jasnau, Damani, Palm. (2019) Application of Iron Aluminides in the Combustion Chamber of Large Bore 2-Stroke Marine Engines. Metals, 9(8), 847. DOI: https://doi.org/10.3390/met9080847.
5. Bahadur, A. (2003) Enhancement of high temperature strength and room temperature ductility of iron aluminides by alloying. Materials Science and Technology, 19(12), 1627– 1634. DOI: https://doi.org/10.1179/026708303225008266.
6. Rafiei, M., Enayati, M.H., Karimzadeh, F. (2009) Characterization and formation mechanism of nanocrystalline (Fe, Ti)3Al intermetallic compound prepared by mechanical alloying. J. of Alloys and Compounds, 480(2), 392–396. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.02.072.
7. Senderowski, C., Cinca, N., Dosta, S. et. al. (2019) The Effect of Hot Treatment on Composition and Microstructure of HVOF Iron Aluminide Coatings in Na2SO4 Molten Salts. J. of Thermal Spray Technology, 28(7), 1492–1510. DOI: https://doi.org/10.1007/s11666-019-00886-w.
8. Fikus, B., Senderowski, C. Panas, A.J. (2019) Modeling of Dynamics and Thermal History of Fe40Al Intermetallic Powder Particles Under Gas Detonation Spraying Using Propane-Air Mixture. J. of Thermal Spray Technology, 28, 346–358. DOI: https://doi.org/10.1007/s11666-019-00836-6.
9. Senderowski, C., Vigilianska, N., Burlachenko, O. et. al. (2023) Effect of APS Spraying Parameters on the Microstructure Formation of Fe3Al Intermetallics Coatings Using Mechanochemically Synthesized Nanocrystalline Fe–Al Powders. Materials, 16, 1669. DOI: https://doi.org/10.3390/ ma16041669.
10. Borisov, Yu.S., Borisova, A.L., Vihilyanska, N.V. et. al. (2021) Electric arc spraying of intermetallic Fe–Al coatings using different solid and powder wires. The Paton Welding J., 3, 16–21. DOI: https://doi.org/10.37434/tpwj2021.03.03.
11. Borisov, Yu.S., Borisova, A.L., Burlachenko, A.N. et. al. (2017) Structure and properties of alloyed powders based on Fe3Al intermetallic for thermal spraying produced using mechanochemical synthesis method. The Paton Welding J., 9, 33–39. DOI: https://doi.org/10.15407/tpwj2017.09.06
12. Фирстов С.А., Горбань В.Ф., Печковский Э.П. (2009) Новая методология обработки и анализа результатов автоматического индентирования материалов. Киев, Логос.
13. Chen, X., Du, Y., Chung, Y.-W. (2019) Commentary on using H/E and H/E as proxies for fracture toughness of hard coatings. Thin Solid Films, 688, 137265. DOI: https://doi. org/10.1016/j.tsf.2019.04.040.
14. Cui, C, Yang, C. (2023) Mechanical Properties and Wear Resistance of CrSiN Coating Fabricated by Magnetron Sputtering on W18Cr4V Steel. Coatings, 13(5), 889. DOI: https://doi.org/10.3390/coatings13050889.
15. Beake, B. (2022) The influence of the H/E ratio on wear resistance of coating systems – Insights from small-scale testing. Surface and Coatings Technology, 442, 128272. DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128272.

---

Реклама в цьому номері:

---