Preview

Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya

Расширенный поиск

БОРИРОВАНИЕ ТИТАНА ОТ4 ИЗ ПОРОШКОВЫХ НАСЫЩАЮЩИХ СРЕД

https://doi.org/10.17073/0021-3438-2017-2-59-65

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрена возможность применения борирующих сред на основе карбида бора, содержащих дополнительно хром, титан и кремний, для диффузионного упрочнения титановых сплавов. Для сравнения проведено борирование в аморфном боре. Исследованы микроструктура, элементный и фазовый составы диффузионных покрытий на титановом сплаве ОТ4, полученных насыщением в порошковых средах. Получены упрочняющие боридные слои на титановом сплаве из насыщающих сред на основе аморфного бора и многокомпонентных смесей на основе карбида бора. Во всех случаях фазовый состав покрытия соответствует фазам TiB, Ti2B5 и Fe2Ti. Выявлено, что в условиях твердофазного насыщения титана из порошковых смесей за счет процесса диффузии формируются покрытия толщиной от 30 до 150 мкм. Изучены температурно-временные условия образования боридных слоев на титане ОТ4 из порошковых насыщающих сред и установлены оптимальные режимы для формирования работоспособных боридных покрытий. Определен оптимальный температурный интервал для процессов химико-термического борирования титана (900–1150 °С) и время насыщения (от 2,5 до 5 ч). Установлена максимальная толщина работоспособного боридного покрытия на титановом сплаве ОТ4: от 180 мкм в случае насыщения из Ваморф и до 240 мкм – для смеси 50%B4C + 20%SiC + 25%CrB2 + 5%NaCl при температуре 950 °С и времени насыщения 4 ч. При этом необходимо отметить, что наибольшей толщиной покрытия считалась та, которая сохраняется на поверхности упрочненного образца.

Об авторах

С. Г. Иванов
Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (АлтГТУ)
Россия

канд. техн. наук, инженер лаборатории СВС АлтГТУ (656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46)



М. А. Гурьев
Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (АлтГТУ)
Россия
канд. техн. наук, докторант той же лаборатории АлтГТУ


М. В. Логинова
Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (АлтГТУ)
Россия
канд. техн. наук, стар. науч. сотрудник той же лаборатории АлтГТУ


В. Б. Деев
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

докт. техн. наук, проф. кафедры литейных технологий и художественной обработки материалов НИТУ «МИСиС» (119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4)



А. М. Гурьев
Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (АлтГТУ) Уханьский текстильный университет
Россия

докт. техн. наук, профессор кафедры начертательной геометрии и графики АлтГТУ, профессор Уханьского текстильного университета (г. Ухань, КНР)



Список литературы

1. Тюрнина З.Г., Тюрнина Н.Г. Формирование износостойких и коррозионно-стойких покрытий на титане // Физика и химия стекла. 2012. Т. 38. No. 6. С. 905—909.

2. Li C., Li M.S., Zhou Y.C. Improving the surface hardness and wear resistance of Ti3SiC2 by boronizing treatment // Surface Coat. Technol. 2007. No. 201. Р. 6005—6011. DOI:10.1016/j.surfcoat.2006.11.008.

3. Lizhi Liu. Surface hardening of titanium alloys by gas phase nitridation under kinetic control: Diss. of PhD. Cleveland: Case Western Reserve University, 2005.

4. Жабрев В.А., Свиридов С.И., Лапис Н.Д., Сулейманова Н.А., Лопатина Н.П. Расплав для борирования изделий из титана и его сплавов: Пат. 2031972 (РФ). 1995.

5. Елшина Л.А., Елшин А.Н., Зюзин А.Н., Кудяков В.Я. Электрохимический способ получения нанопорошков диборида титана: Пат. 2465096 (РФ). 2011.

6. Biplab Sarma. Accelerated kinetics and mechanism of growth of boride layers on titanium under isothermal and cyclic diffusion: Diss. of PhD. Utah: University of Utah, 2011.

7. Huang Y.-G., Chen J.-R., Zhang M.-L., Zhong X.-X., Wang H.-Q. & Li Q.-Yu. Electrolytic boronizing of titanium in Na2B4O7—20%K2CO3 // Mater. Manufact. Proces. A. 2013. Vol. 28. Iss. 12. P. 1310—1313.

8. Fenghua Li, Xiaohong Yi, Jinglei Zhang, Zhanguo Fan, Dianting Gong, Zhengping Xi. Growth kinetics of titanium boride layers on the surface of Ti6Al4V // Acta Metall. Sin. (Eng. Lett.) A. 2010. Vol. 23. No. 4. Р. 293—300.

9. Heck S.C., Fernandes F.A.P, Schneider S.G., Gallego J., Casteletti L.C. Wear behaviour of borided titanium and Ti— 13Nb—13Zr alloy // Proc. of 19-th Congr. Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais (21—25 Novembеr 2010). Brasil, Campos do Jordão, SP. Р. 6055—6062.

10. Hüseyin Ç., Kemal Ö.M., Hasan A., Mehmet L.A. Boriding titanium alloys at lower temperatures using electrochemicalmethods // Thin Solid Films. 2007. No. 515. Р. 5348—5352. DOI:10.1016/j.tsf.2007.01.020.

11. Matsushita M. Boronization and carburization of superplastic stainless steel and titanium-based alloys // Materials. 2011. Vol. 4. Р. 1309—1320. DOI:10.3390/ma4071309.

12. Şeşen F.E., Özgen Ö.S. A study on electrothermochemical boronizing of an if steel // Sigma. 2014. No. 32. Р. 334— 347.

13. Aich S., Chandran K.S. Ravi. TiB Whisker coating on titanium surfaces by solid-state diffusion: synthesis, microstructure, and mechanical properties // Metall. Mater. Trans. 2002. Vol. 33A. Р. 3489—3498.

14. Sanders A.P., Tikekar N., Lee C., Chandran K.S.R. Surface hardening of titanium articles with titanium boride layers and its effect on substrate shape and surface texture // J. Manuf. Sci. Eng. 2010. Vol. 131. Р. 031001—1-8.

15. Погрелюк И.Н., Федирко В.Н., Самборский А.В. Исследование износостойкости термодиффузионных боридонитридных покрытий на титане // Трение и износ. 2012. Т. 33. No. 5. С. 528—536.

16. Белкин П.Н., Борисов А.М., Кусманов С.А. Электролитно-плазменное насыщение титана и его сплавов легкими элементами // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2016. No. 5. С. 54—74.

17. Ivanov S.G., Guriev A.M., Starostenkov M.D., Ivanova T.G., Levchenko A.A. Special features of preparation of saturating mixtures for diffusion chromoborating // Russ. Phys. J. 2014. Vol. 57. No. 2. P. 266—269.

18. Гурьев А.М., Козлов Э.В., Крымских А.И., Игнатенко Л.Н., Попова Н.А. Изменение фазового состава и механизм формирования структуры переходной зоны при термоциклическом карбоборировании ферритно-перлитной стали // Изв. вузов. Физика. 2000. Т. 43. No. 11. С. 60—67.

19. Иванов С.Г., Гурьев М.А., Иванова С.А., Гармаева И.А., Гурьев А.М. Борирование титана ВТ 1-0 из насыщающих обмазок // Grand Altai Research & Education. 2016. No. 1. С. 17—19.

20. Будаева О.А., Смирнягина Н.Н., Полуконова А.Е. Строение и фазовый состав модифицированных слоев на титановом сплаве ВТ-1 после электроннолучевого борирования // Плазменная эмиссионная электроника: Тр. V Междунар. Крейнделевского семинара. 2015. С. 231—234.


Для цитирования:


Иванов С.Г., Гурьев М.А., Логинова М.В., Деев В.Б., Гурьев А.М. БОРИРОВАНИЕ ТИТАНА ОТ4 ИЗ ПОРОШКОВЫХ НАСЫЩАЮЩИХ СРЕД. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 2017;(2):59-65. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2017-2-59-65

For citation:


Ivanov S.G., Guriev M.A., Loginova M.V., Deev V.B., Guriev A.M. OT4 titanium boriding from powder saturating media. Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy. 2017;(2):59-65. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2017-2-59-65

Просмотров: 229


ISSN 0021-3438 (Print)
ISSN 2412-8783 (Online)