DOI: https://doi.org/10.31319/2519-2884.35.2019.42

ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛИШКОВИХ НАПРУЖЕНЬ НА ПОКРИТТЯХ, ОТРИМАНИХ З ВИКОРИСТАННЯМ КОМПОЗИЦІЙНИХ ПОРОШКОВИХ МАТЕРІАЛІВ

I. V. Kruglyak

Анотація


Мета роботи полягає в проведенні досліджень характеру розподілу залишкових напружень покриттів на конструкційних матеріалах, отриманих з використанням композиційних насичуючих середовищ. Залишкові напруження з’являються після хіміко-термічної обробки при охолодженні в результаті пружної взаємодії дифузійного шару і серцевини, що мають різні об’єми і коефіцієнти теплового розширення. Співвідношення об’ємних характеристик шару і серцевини також впливає на величину залишкових напружень в поверхневому шарі. Залишкові напруження істотно визначають можливість практичного використання дифузійних покриттів. Більш того, величина, знак і характер їх розподілу впливають на міцність зчеплення покриття із затверділим матеріалом. Залишкові напруги, що виникають в дифузійному шарі, часто є причиною мікротріщин і відшаровування покриття. Як правило, рівень залишкових напружень тим вищий, чим більша різниця в температурних умовах отримання, теплофізичних і фізико-механічних властивостей базових матеріалів і захисного покриття. Одним із способів впливу на характер розподілу внутрішніх напружень в захисних покриттях є їх легування. Характер розподілу залишкових напружень по товщині багатокомпонентних покриттів свідчить про те, що легування їх бором, хромом і алюмінієм дозволяє отримувати фази FeB і Fe2B, які леговані кремнієм, хромом і алюмінієм. Залишкові стискаючі напруги від 360 до 410 МПа з’являються на поверхні шарів. Боридна фаза Fe2B знаходиться в стані об’ємного напруження зі значним градієнтом напружень по глибині. Встановлено, що в процесі отримання багатокомпонентних покриттів, легованих хромом, алюмінієм, бором, титаном і вольфрамом, величина залишкових напружень стиску зі збільшенням вмісту вуглецю в підкладці збільшується. Так при зміні вмісту вуглецю в підкладці від 0,02% С до 0,8% С при легуванні хромом і алюмінієм вони становлять 110 і 260 МПа; при легуванні хромом, алюмінієм, бором – 200 і 410 МПа; при легуванні хромом, алюмінієм і титаном – 20 і 330 МПа; хромом, алюмініюєм і вольфрамом – 45 і 210 МПа, що пов’язано з великою різницею фізико-механічних властивостей матеріалу основи і захисного покриття.

Ключові слова


композиційні насичуючі середовища; залишкові напруження; хром; бор; титан; вольфрам

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Lakhtin, Yu.M. Physical foundations of the nitriding process. M.: Mashgiz, 1948. 144p.

Bugakov V.Z. Diffusion in metals. L.; M.: GITTL, 1949. 212p.

Sereda B.P., Kalinina N.Є., Kruglyak I.V. On the surface of materials: monograph, Zaporizhzhia: ZDIA, 2004. 230p.

The study of powder metallothermal media for boronation / B. B. Hina [et al.] // Bulletin of BNTU. 2010. No. 1. Р.31-34.

B.Sereda, D.Sereda, I.Kruglyak. Production of highly effective SHS coatings operating, in oxidizing and corrosive environments. Material science and technology. Pittsburgh, Pennsylvania USA. 2017. P.424-429.

Kruglyak I.V., Kruglyak D.O., Sereda D.B. Modeling the process of porosity formation under non-stationairy temperature conditions. Mathematical modeling. Kam'yanske: Dneprovsk State Technical University, 2018. No 1(38). Р.106-110.

Kruglyak I.V. Modeling the process of deceiving pokritty in compositional mediums. Mathematical modeling. Kam`yanske: Dneprovsk State Technical University, 2019. No 1 (40). Р.186-194.

Sereda B.Р., Palekhova I.V., Kruglyak I.V. Application of methods of mathematical design at development of compositions of reactionary mixtures for causing of multicomponent SHS-coatings. Mathematical modeling. Kam'yanske: Dneprovsk State Technical University, 2018. No 2(38). Р.23-28.

Surface hardening of structural materials using composite saturating media: monograph. B.P.Sereda, I.V.Kruglyak, Yu.A.Bulokon, D.O.Kruglyak, D.B.Sereda. Kamenskoye: Dneprovsk State Technical University, 2019. 242p.

Surface hardening of materials working under the complex influence of aggressive substances: monograph. B.P.Sereda, L.P.Bannikov, S.V.Nesterenko, A.S.Gaidaenko, I.V.Kruglyak, D.B.Sereda. Kamenskoye: Dneprovsk State Technical University, 2019. 173p.

Ivanov V.S., Folmanis G.E. From nanomaterials to intellectual materials. Metallurgy of mechanical engineering, 2007. No. 1.

Smirnov B.M. Clusters and phase transitions. Uspekhi Fizicheskikh Nauk. 2007. T. 177. No. 4.

Zemskov G.V., Kogan R.L. Multicomponent diffusion saturation of metals and alloys. M.: Metallurgy, 1978. 208p.

Filonenko B.A. Complex diffusion coatings. M.: Machine-building, 1981. 136p.




Copyright (c) 2020 I. V. Kruglyak

ISSN друкованої версії журналу 2519-2884 ISSN електроної версії журналу 2617-8389