Гурьев А.М. – докт. техн. наук, проф., зав. кафедрой «Начертательная геометрия и графика» АлтГТУ; проф. факультета машиностроения и автоматизации Уханьского текстильного университета
656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46430073, P.R. China, Wuhan, Hongshan District, Textile Road, 1
Guryev A.M. – Dr. Sci. (Eng.), prof., head of the Department of descriptive geometry and graphics of the Polzunov Altai State Technical University (ASTU); prof. of the School of Mechanical engineering and automation of the Wuhan Textile University
656038, Barnaul, Lenin pr., 46430073, P.R. China, Wuhan, Hongshan District, Textile Road, 1
Иванов С.Г. – докт. техн. наук, вед. науч. сотр. научного управления
656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46
Ivanov S.G. – Dr. Sci. (Eng.), leading researcher of scientific management
656038, Barnaul, Lenin pr., 46
Гурьев М.А. – канд. техн. наук, доцент кафедры «Машиностроительные технологии и оборудование»
656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46
Guryev M.A. – Cand. Sci. (Eng.), assistant prof. of the Department of mechanical engineering technologies and equipment
656038, Barnaul, Lenin pr., 46
Деев В.Б. – докт. техн. наук, проф., гл. науч. сотр. лаборатории «Ультрамелкозернистые металлические материалы», проф. кафедры «Обработка металлов давлением» НИТУ «МИСиС»; проф. факультета машиностроения и автоматизации Уханьского текстильного университета
430073, P.R. China, Wuhan, Hongshan District, Textile Road, 1119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 4
Deev V.B. – Dr. Sci. (Eng.), chief researcher of the Laboratory «Ultrafine-grained metallic materials», prof. of the Department of metal forming, National University of Science and Technology «MISIS»; prof. of the School of mechanical engineering and automation of the Wuhan Textile University
430073, P.R. China, Wuhan, Hongshan District, Textile Road, 1119991, Moscow, Leninskii pr., 4
Логинова М.В. – канд. техн. наук, ст. науч. сотр. проблемной научно-исследовательской лаборатории самораспространяющегося высокотемпературного синтеза
656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46
Loginova M.V. – Cand. Sci. (Eng.), senior researcher of the Problem research laboratory for self-propagating high-temperature synthesis
656038, Barnaul, Lenin pr., 46
Проведено сравнительное исследование способов борирования, карбоборирования и боросилицирования титана ВТ1-0 с целью повышения износостойкости в условиях агрессивных сред и повышенных температур. Исследована микроструктура диффузионных покрытий, определена их толщина и микротвердость. Диффузионное насыщение образцов из титана ВТ1-0 размерами 10×10×25 мм проводили из насыщающих обмазок на основе карбида бора. Режим насыщения: температура процесса – 950 °С, время насыщения – 1,5 ч. По окончании высокотемпературной выдержки образцы извлекали из печи, охлаждали на воздухе до комнатной температуры, очищали от насыщающей обмазки деревянными шпателями и кипятили в мыльно-содовом растворе в течение 1 ч. На поверхности титана образуется непрерывный диффузионный слой толщиной 80–100 мкм. Боросилицированный диффузионный слой, полученный насыщением титана из обмазки состава (%) 45B4C–5Na2B4O7–22Si–5NaF–3NaCl–20CrB2, имеет более высокую микротвердость (1520 HV0,1) против карбоборидного покрытия (1280 HV0,1) и боридного (1120 HV0,1). При этом у боридного и карбоборидного покрытий, полученных, соответственно, насыщением из обмазок состава (%) 45B4C–5Na2B4O7–5NaF–25Al2O3–20CrB2 и 70B4C–5Na2B4O7–5NaF–20CrB2, наблюдается ярко выраженное зональное строение. Верхняя зона этих покрытий, обладая повышенной микротвердостью, также имеет высокие показатели хрупкости, что не позволяет точно замерить распределение микротвердости в силу выкрашивания и трещинообразования в местах измерения Рентгенографические исследования качественного состава покрытий на титане проводили на рентгеновском дифрактометре ДРОН-6 в фильтрованном CuKα-излучении (λ = 1,5418 Å) в интервале углов 2θ = 20÷80°. В диффузионном покрытии наблюдаются рефлексы карбида титана, боридов хрома и титана, некоторое количество интерметаллида Cr2Ti. Боридные фазы хрома и титана относятся к высокобористым фазам с высоким удельным содержанием бора: TiB, CrB, Ti2B5, Ti3B4 и Cr2B3.
A comparative study of VT-1.0 titanium boriding, carboboronizing and borosiliconizing methods was carried out in order to increase wear resistance in aggressive environments at elevated temperatures. The microstructure of diffusion coatings was investigated, their thickness and microhardness were determined. Diffusion saturation of 10×10×25 mm VT-1.0 titanium samples was carried out from saturating coatings based on boron carbide. Process temperature of 950 °C, and saturation time of 1.5 h were used as saturation conditions. At the end of high-temperature exposure, samples were removed from the furnace and cooled in air to room temperature, cleaned from saturating coatings with wooden spatulas, and boiled in the soap and soda solution for 1 h. A continuous diffusion layer 80–100 μm thick forms on the titanium surface. The borosiliconized diffusion layer obtained by titanium saturation from the mixture of 45%B4C–5%Na2B4O7–22%Si–5%NaF–3%NaCl– 20%CrB2 has a higher microhardness: 1520 HV0.1 versus 1280 HV0.1 for carboboride one and 1120 HV0.1 for boride one. In this case, boride and carboboride coatings, obtained, respectively, by saturation from 45%B4C–5%Na2B4O7–5%NaF–25%Al2O3–20%CrB2 and 70%B4C– 5%Na2B4O7–5%NaF–20%CrB2 coatings have a pronounced zonal structure. The upper zone of these coatings having high microhardness also features high brittleness indicators, which makes it impossible to accurately measure microhardness distribution due to chipping and cracking at microhardness measurement points. The qualitative composition of coatings on titanium was studied by X-ray diffraction using the DRON-6 X-ray diffractometer in filtered CuKα radiation (λ = 1.5418 Å) in the angle range of 2θ = 20÷80°. The diffusion coating exhibits reflections of titanium carbide, chromium and titanium borides, and a certain amount of the Cr2Ti intermetallic compound. Boride phases of chromium and titanium refer to high boron phases with high specific boron content: TiB, CrB, Ti2B5, Ti3B4 и Cr2B3.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.