Печать

2017 №09 (04) DOI of Article
10.15407/as2017.09.05 		2017 №09 (06)

Автоматическая сварка 2017 №09


Журнал «Автоматическая сварка» , № 9, с. 33-39

Влияние структуры на свойства покрытий из механических смесей порошков Al2O3 и Al (или Ti), полученных методом многокамерного детонационного напыления

Л. И. Маркашова, Ю. Н. Тюрин, О. В. Колисниченко, Е. Н. Бердникова, О. С. Кушнарева, Е. В. Половецкий, Е. П. Титков


ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Исследовано влияние структуры и фазового состава керметных покрытий систем Al2O3–Ti (Al), полученных с применением установки многокамерного детонационного напыления. Анализ особенностей структуры исследуемых покрытий выполнялся с использованием оптической металлографии, аналитической растровой, а также просвечивающей микродифракционной электронной микроскопии. Показано, что наиболее значимый вклад в показатели прочности, пластичности и трещиностойкости исследуемых покрытий вносят диспергирование зеренной и субзеренной структур, а также распределение формирующихся упрочняющих фаз дисперсных размеров. Библиогр. 21, табл. 2, рис. 7.
Ключевые слова: керметные покрытия, многокамерное детонационное напыление, оксид алюминия, структура, фазовый состав, плотность дислокаций, упрочнение, вязкость разрушения, локальные внутренние напряжения, трещиностойкость
Поступила в редакцию 06.04.2017
Список литературы
  1. Кулик А. Я., Борисов Ю. С., Мнухин А. С., Никитин М. Д. (1985) Газотермическое напыление композиционных порошков. Ленинград, Машиностроение.
  2. Борисов Ю. С., Борисова А. Л. (1986) Плазменные порошковые покрытия. Київ, Техніка.
  3. Бартенев С.С., Федько Ю.П., Григоров А.И. (1982) Детонационные покрытия в машиностроении. Ленинград, Машиностроение.
  4. Pawlowski L. (2008) The science and engineering of thermal spray coatings. Second edition. John Wiley & Sons, 656.
  5. Тюрин Ю. Н., Колисниченко О. В., Полещук М. А. Кумулятивно-детонационное устройство для газотермического напыления покрытий. Тр. 9-й Международ. конф. «Пленки и покрытия-2009», сс. 44-
  6. Miranda-Hernandez, J.G, Rocha-Rangel, E., Diaz de la Torre, S. (2010). Synthesis, microstructural analysis mechanical properties of alumina-matrix cermets. of Silicate Based and Composite Materials, 62(1), 2–5.
  7. Маркашова Л. И., Позняков В. Д., Бердникова Е. Н. и др. (2014) Влияние структурных факторов на механические свойства и трещиностойкость сварных соединений металлов, сплавов, композиционных материалов. Автоматическая сварка, 6/7, 25–31.
  8. Маркашова Л.И., Шелягин В.Д., Кушнарева О.С. и др. (2014) Структурно-фазовое состояние и механические свойства поверхностных слоев стали 38ХН3МФА, формирующихся в условиях лазерного и лазерно-плазменного легирования. Математическое моделирование и информационные технологии в сварке и родственных процессах. Сб. докладов седьмой международной конференции, 15–19 сентября 2014 г., Одесса, ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ, сс. 43-
  9. Маркашова Л. И., Тюрин Ю. Н., Колисниченко О. В. и др. (2014) Структурно-фазовое состояние износостойких композиционных покрытий системы Cr3C2–NiCr, нанесенных с использованием многокамерной детонационной установки. Там же, сс. 37-
  10. Сузуки Х. (1967) О пределе текучести поликристаллических металлов и сплавов. Структура и механические свойства металлов. Москва, Металлургия, сс. 255-
  11. Эшби И. Ф. (1972) О напряжении Орована. Физика прочности и пластичности. Москва, Металлургия, сс. 88-107.
  12. Гольдштейн М. И., Литвинов В. С., Бронфин Б. М. (1986) Металлофизика высокопрочных сплавов. Москва, Металлургия.
  13. Конрад Г. (1973) Модель деформационного упрочнения для объяснения влияния величины зерна на напряжение течения металлов. Сверхмелкое зерно в металлах. Л. К. Гордиенко (ред.). Москва, Металлургия, сс. 206–219.
  14. Армстронг Р. В. (1973) Прочностные свойства металлов со сверхмелким зерном. Там же, 11–40.
  15. Petch N. J. (1953) The cleavage strength of polycrystalline. Iron and Steel Inst., 173, 25–28.
  16. Orowan E. (1954) Dislocation in metals. New York: AIME.
  17. Романив О. Н. (1979) Вязкость разрушения конструкционных сталей. Москва, Металлургия.
  18. Даровский Ю. Ф., Маркашова Л. И., Абрамов Н. П. и др. (1985) Методика утонения образцов разнородных сварных соединений для электронно-микроскопических исследований. Автоматическая сварка, 12,
  19. Stroh A. (1954) The formation of cracks as a recoil of plastie flow. Proc. of the Roy. Soc. A, 223, 1154, 404–415.
  20. Панин В.Е, Лихачев В.А., Гриняева Ю.В. (1985) Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск, Наука.
  21. Conrad H. (1963) Effect of grain size on the lower yield and flow stress of iron and steel. Acta Metallurgica, 11, 75–77.

Читати реферат українською

Л. І. Маркашова, Ю. М. Тюрін, О. В. Колісниченко, О. М. Берднікова, О. С. Кушнарьова, Є. В. Половецький, Є. П. Тітков
ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України. 03680, м. Київ-150, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Вплив структури на властивості покриттів з механічних сумішів порошків Al2O3 та Al (або Ti), отриманих методом багатокамерного детонаційного напилення
 
Досліджено вплив структури і фазового складу керметних покриттів систем Al2O3–Ti(Al), отриманих із застосуванням установки багатокамерного детонаційного напилення. Аналіз особливостей структури досліджуваних покриттів виконувався з використанням оптичної металографії, аналітичної растрової, а також просвічуючої мікродіфракційної електронної мікроскопії. Показано, що найбільш значний внесок у показники міцності, пластичності і тріщиностійкості досліджуваних покриттів вносять диспергування зеренної та субзеренної структур, а також розподіл зміцнюючих фаз дисперсних розмірів, що формуються. Бібліогр. 21, табл. 2, рис. 7.
 
Ключові слова: керметні покриття, багатокамерне детонаційне напилення,  оксид алюмінію, структура, фазовий склад, щільність дислокацій, зміцнення, в’язкість руйнування, локальні внутрішні напруги, тріщиностійкість

Read abstract and references in English

L.I. Markashova, Yu.N. Tyurin, O.V. Kolisnichenko, E.N. Berdnikova, O.S. Kushnareva, E.V. Polovetskii and E.P. Titkov
E.O. Paton Electric Welding Institute of NAS of Ukraine. 11 Kazimir Malevich Str., 03680, Kiev, Ukraine. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Effect of structure on properties of Al2O3 and Al (or Ti) mechanical mixture coatings produced by multichamber detonation spraying method
 
Effect of structure and phase composition of cermet coatings of Al2O3-Ti (Al) system produced using a unit for multichamber detonation spraying was investigated. Analysis of structure peculiarities of investigated coatings was performed applying optical metallography, analytical scanning as well as transmission microdiffraction electron microscopy. It is shown that dispersion of grain and subgrain structures as well as distribution of forming hardening phases of dispersion size make the most significant contribution in the indices of strength, ductility and crack resistance of the investigated coatings. 21 Ref. , 2 Tabl., 7 Fig.
Keywords: cermet coatings, multichamber detonation spraying, aluminum oxide, structure, phase composition, dislocation density, hardening, fracture toughness, local internal stresses, crack resistance
References
  1. Kulik A.Ya., Borisov Yu.S., Mnukhin A.S. et al. (1985) Thermal spraying of composite powders. Leningrad, Mashinostroenie [in Russian].
  2. Borisov Yu.S., Borisova A.L. (1986) Plasma powder coatings. Kyiv, Tekhnika [in Russian].
  3. Bartenev S.S., Fedko Yu.P., Grigorov A.I. (1982) Detonation coatings in machine building. Leningrad, Mashinostroenie [in Russian].
  4. Pawlowski L. (2008) The science and engineering of thermal spray coatings. 2nd ed. John Wiley & Sons.
  5. Tyurin Yu.N., Kolisnichenko O.V., Poleshchuk M.A. (2009) Cumulative detonation device for thermal spraying of coatings. In: of 9th Int. Conf. on Films and Coatings-2009, 44-46 [in Russian].
  6. Miranda-Hernandez J.G., Rocha-Rangel E., Diaz de la Torre S. (2010) Synthesis, microstructural analysis, mechanical properties of alumina-matrix cermets. of Silicate Based on Composite Materials, 62(1), 2-5.
  7. Markashova L.I., Poznyakov V.D., Berdnikova E.N. et al. (2014) Effect of structural factors on mechanical properties and crack resistance of welded joints of metals, alloys and composite materials. The Paton Welding J., 6/7, 22-28.
  8. Markashova L.I., Shelyagin V.D., Kushnareva O.S. et al. (2014) Structure-phase condition and mechanical properties of surface layers of 38KhN3MFA steel to be formed under conditions of laser and laser-plasma alloying. In: Proc. of 7th Int. on Mathematical Modelling and Information Technologies in Welding and Related Processes (15-19 September 2014, Odessa, Ukraine), 43-47 [in Russian].
  9. Markashova L.I., Tyurin Yu.N., Kolisnichenko O.V. et al. (2014) Srtucture-phase condition of wear-resistant composite coatings of Cr3C2-NiCr system, deposited using multichamber detonation installation. Ibid., 37-42 [in Russian].
  10. Suzuki H. (1967) On yield strength of polycrystalline metals and alloys. In: Structure and mechanical properties of metals. Moscow: Metallurgiya, 255-260 [in Russian].
  11. Eshby I.F. (1972) On Orowan stress. In: Physics of strength and ductility. Moscow, Metallurgiya, 88-107 [in Russian].
  12. Goldshtejn M.I., Litvinov V.S., Bronfin B.M. (1986) Metallophysics of high-strength alloys. Moscow, Metallurgiya [in Russian].
  13. Conrad G. (1973) Model of strain hardening for explanation of grain size effect on flow metal stress. In: Superfine grain in metals. Ed. by L.K. Gordienko. Moscow, Metallurgiya, 206-219 [in Russian].
  14. Armstrong R.V. (1973) Strength properties of metals with superfine grain. Ibid., 11-40 [in Russian].
  15. Petch N.J. (1953) The cleavage strength of polycrystalline. Iron and Steel Inst., 173, 25-28.
  16. Orowan E. (1954) Dislocation in metals. New York: AIME.
  17. Romaniv O.N. (1979) Fracture toughness of structural steels. Moscow, Metallurgiya [in Russian].
  18. Darovsky Yu.F., Markashova L.I., Abramov N.P. et al. (1985) Procedure of thinning of specimens of dissimilar welded joints for electron microscopy examinations. Svarka, 12, 60 [in Russian].
  19. Stroh A.N. (1954) The formation of cracks as a recoil of plastic flow. of the Roy. Soc. A, 223, 1154, 404-415.
  20. Panin V.E., Likhachev V.A., Grinyaeva Yu.V. (1985) Structural levels of deformation of solids. Novosibirsk, Nauka [in Russian].
  21. Conrad H. (1963) Effect of grain size on the lower yield and flow stress of iron and steel. Acta Metallurgica, 11, 75-77.