Артем, Приморский край, Россия
Владивосток, Приморский край, Россия
Владивостокский государственный университет экономики и сервиса (базовая кафедра экологии и экологических проблем химической технологии, зав. кафедрой)
Владивосток, Приморский край, Россия
УДК 54 Химия. Кристаллография. Минералогия. Минераловедение
ГРНТИ 29.19 Физика твердых тел
ГРНТИ 31.15 Физическая химия
ГРНТИ 31.25 Химия высокомолекулярных соединений
ОКСО 04.03.01 Химия
ОКСО 04.04.02 Химия, физика и механика материалов
ББК 245 Физическая химия. Химическая физика
ТБК 613 Физика
ТБК 626 Физическая химия. Химическая физика
В монографии представлены результаты исследования процесса формирования на титановых сплавах износостойких композитных покрытий на основе карбида титана при электродуговой обработке в водных электролитах. Показаны закономерности изменения состава, структуры и функциональных свойств поверхности в процессе обработки, а также при легировании двухкомпонентной системы Ti-TiC переходными и вентильными металлами. Приведены теоретические представления процесса плазменной обработки металлической поверхности, включающие рассмотрение физико-химического механизма и термодинамический анализ формирования фазы карбида титана в объеме титанового сплава. Показаны некоторые перспективы практического применения электродуговых композитных Ti-TiC-покрытий. Работа может представлять интерес для инженеров, аспирантов и научных сотрудников, занимающихся вопросами плазменной обработки металлов и получения покрытий, а также специалистов-материаловедов, работающих в области создания и обработки новых материалов.
титановые сплавы, композиты, карбид титана, износостойкие покрытия, антифрикционные свойства, пористая микроструктура, плазменная обработка, лазер
В монографии представлены результаты исследования процесса формирования на титановых сплавах износостойких композитных покрытий на основе карбида титана при электродуговой обработке в водных электролитах. Показаны закономерности изменения состава, структуры и функциональных свойств поверхности в процессе обработки, а также при легировании двухкомпонентной системы Ti-TiC переходными и вентильными металлами. Приведены теоретические представления процесса плазменной обработки металлической поверхности, включающие рассмотрение физико-химического механизма и термодинамический анализ формирования фазы карбида титана в объеме титанового сплава. Показаны некоторые перспективы практического применения электродуговых композитных Ti-TiC-покрытий.
Работа может представлять интерес для инженеров, аспирантов и научных сотрудников, занимающихся вопросами плазменной обработки металлов и получения покрытий, а также специалистов-материаловедов, работающих в области создания и обработки новых материалов.
1. Горынин И. В. и др. Титановые сплавы для морской техники / И.В. Горынин, С. С. Ушков, А.Н. Хатунцев, Н.И. Лошакова. СПб.: Политехника, 2007. 387 с.: ил.
2. Коллингз Е. В. Физическое металловедение титановых сплавов. Пер. с англ. под ред. Б. И. Веркина, В. А. Москаленко. - М.: «Металлургия», 1988. 224 с.
3. Солонина О. П., Глазунов С. Г. Титановые сплавы. Жаропрочные титановые сплавы. М.: «Металлургия», 1976. 448 с.
4. Парфенов О.Г. Проблемы современной металлургии титана / О. Г. Парфенов, Г. Л. Пашков; отв. ред. А. Д. Михнев; Рос. Акад. Наук, Сиб. отд-ние, Ин-т химии и химической технологии. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008. 279 с.
5. Зубков Л. Б. Космический металл: Все о титане. М.: Наука, 1987. 128 с.
6. Николаев Г. И. Металл века/ Г.И. Николаев. М.: Металлургия, 1987. 165с.
7. Тарасов А. В. Металлургия титана. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. 328 с.: ил. 85.
8. Горынин И. В., Чечулин Б. Б. Титан в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1990. 400 с.
9. K. Farokhzadeh, A. Edrisy. Transition between mild and severe wear in titanium alloys. Tribology International. 2016. Vol. 94. P. 98-111.
10. J. Cheng, F. Li, Z. Qiao, S. Zhu, J. Yang, W. Liu. The role of oxidation and counterface in the high temperature tribological properties of TiAl intermetallics. Materials and Design. 2015. Vol. 84. P. 245-253.
11. X. X. Li, Y. Zhou, Y. X. Li, X. L. Ji, S. Q. Wang. Dry sliding wear characteristics of Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si alloy at various sliding speeds. Metallurgical and Materials Transactions A. 2015. Vol. 46 A. P. 4360-4368.
12. Long M., Rack H. J. Friction and surface behavior of selected titanium alloys during reciprocating-sliding motion. Wear. 2001. Vol. 249 (1). P. 157-167.
13. Mao Y. S., Wang L, Chen K. M., Wang S. Q., Cui X. H. Tribo-layer and its role in dry sliding wear of Ti-6Al-4V alloy. Wear. 2013. Vol. 297(1-2). P. 1032-1039.
14. Цвиккер У. Титан и его сплавы. Берлин; Нью-Йорк, 1974. Пер. с нем. М., «Металлургия», 1979. 512 с. с ил. = Ulrich Zwicker. Titan und Titanlegierungen. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1974.
15. Rabinovitz E. Frictional Properties of Titanium Alloys. Metal Progress. 1954. V. 65. No 22. P. 107 - 110.
16. Y. Yang, C. Zhang, Y. Wang, Y. Dai, J. Luo. Friction and wear performance of titanium alloy against tungsten carbide lubricated with phosphate ester. Tribology International. 2016. Vol. 95. P. 27-34.
17. Чечулин Б. Б, Ушков С. С. и др. Титановые сплавы в машиностроении / Б. Б. Чечулин, С. С. Ушков, И. Н. Разуваева, В. Н. Гольдфайн. - Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1977. 248 с. с ил.
18. Гольдфайн В. Н., Зуев А. М., Клабуков А. Г., Лукина В. П. О влиянии водорода и кислорода на трение и износ титанового сплава // Проблемы трения и изнашивания. Киев: Техника, 1975. Вып. 8. С. 65-69.
19. Buckley D. H., Johnson R. L. Influence of Crystal Structure on Friction Characteristics of Rare-Earth and Related Metals in Vacuum to 10-10 mm of Mercury. ASLE Transactions. 1965. v. 8. P. 123-132.
20. Buckley D. H. Influence of Various Physical Properties of Metals on Their Friction and Wear Behavior in Vacuum. Metals Engineering Quarterly. 1967, May. P. 44-53.
21. Семенов А. П., Поздняков В. В. Методика и некоторые результаты исследования трения и адгезионного взаимодействия при высоких температурах в вакууме и газовых средах // Сб. тр.: Структура и свойства жаропрочных металлических материалов. М.: Наука. 1967. С. 101 - 109.
22. Носовский И. Г., Исаев И. В., Костецкий Б. И. О роли кристаллического строения при трении и схватывании металлов. Доклады Академии наук СССР. 1971. Т 198. № 1. С. 79 - 82.
23. Bowden F. B. and A. E. Hanwell. Friction and wear of diamond high vacuum. Nature, 201, 4926 (1964) P. 1279 - 1281.
24. Bowden F. B., C. A. Brookes and A. E. Hanwell. Anisotropy of friction in crystals. Nature, 203, 4940 (1964) P. 27 - 30.
25. Buckley D. H. Effect of orientation on friction characteristics of single-crystal beryllium in vacuum (10-10 Torr). NASA Technical Note D-3485, July 1966.
26. Wooster W. A., Macdonald G. L. Smears of Titanium Metal. Nature. 1947. V. 160. P. 260.
27. Machlin E. S., Yankee W. R. Friction of Clean Metals and Oxides with Special References to Titanium. Journal of Applied Physics. 1954. V. 25, N 5. P. 576 -581.
28. Yankee W. R., Machlin E. S. Influence of Oxygen and Nitrogen in Solution in Alpha Titanium on the Friction Coefficient of Copper on Titanium. Transactions AIME. 1954, September. P. 989 - 990.
29. Kingsbury E. P., Rabinowicz E. Friction and Wear of Metals to 1000 oC. Transactions of the ASME. 1959. Vol. 81, No 2, P. 118-122.
30. Wilcox R. J., Whitton P.W. The Rolling of Thin Titanium Strip. Journal of the Institute of Metals. 1960. Vol. 88. P. 200-204.
31. Rowe G. W. Vapour lubrication of titanium and zirconium. British J. Appl. Physics. 1956. V. 7, N 3. P. 152-153.
32. Rabinowicz E., Kingsbury E. P. Lubricants for titanium. Metal Progress. 1955. V. 67, N 5. P. 112-114.
33. Peterson M. B., Johnson R. L. Solid Lubricants For Titanium. Lubrication Engineering. 1955. V. 11. Nо 5. P. 297-299.
34. Roberts R. W., Owens R. S. Boundary lubrication of titanium-titanium and titanium-steel. Wear. 1963. No 6. P. 444-456.
35. Baldwin D. J., Rowe G. W. Lubrication at High Temperatures with Vapour-Deposited Surface Coatings. Transactions of the ASME. 1961. Vol. 83. P. 133-138.
36. Budinski K. G. Tribological properties of titanium alloys. Wear. 1991. Vol. 151 (2). P. 203-217.
37. Y. Qin, D. Xiong, J. Li. Tribological properties of laser surface textured and plasma electrolytic oxidation duplex-treated Ti6Al4V alloy deposited with MoS2 film. Surface & Coatings Technology. 2015. Vol. 269. P. 266-272.
38. Y. Qin, D. Xiong, J. Li. Characterization and friction behavior of LST/PEO duplex-treated Ti6Al4V alloy with burnished MoS2 film. Applied Surface Science. 2015. Vol. 347. P. 475-484
39. J. Umeda, B. Fugetsu, E. Nishida, H. Miyaji, K. Kondoh. Friction behavior of network-structured CNT coating on pure titanium plate. Applied Surface Science. 2015. Vol. 357. P. 721-727.
40. Каптюг И. С., Сыщиков В. И. Влияние легирования на фрикционные свойства титана // Металловедение и термическая обработка металлов. 1959. № 4. С. 22-27.
41. S. Wang, Z. Ma, Z. Liao, J. Song, K. Yang, W. Liu. Study on improved tribological properties by alloying copper to CP-Ti and Ti-6Al-4V alloy. Materials Science and Engineering C. 2015. Vol. 57. P. 123-132.
42. И. Н. Францевич, Д. М. Карпинос Л, И. Тучинский и др. Антифрикционные композиции на основе спеченного титана // Порошковая металлургия. 1978. № 1. С. 61-65.
43. Еневич В. Т., Карпинос Д. М., Полотай В. В. и др. Спеченные антифрикционные материалы на основе титана // Порошковая металлургия. 1979. № 5. С. 87- 91.
44. Радомысельский И. Д., Титаренко С. В., Полотай В. В. Повышение износостойкости титана введением твердых соединений // В. кн.: Спеченные конструкционные материалы. - К., изд. ИПМ АН УССР, 1976. С. 113-117.
45. K. Aniołek, M. Kupka, A. Barylski, G. Dercz, Mechanical and tribological properties of oxide layers obtained on titanium in the thermal oxidation process, Appl. Surf. Sci. 357 (2015) 1419-1426.
46. Ушков С. С., Лошакова Н. И. Антифрикционное оксидирование титановых сплавов. Металлообработка. 2002. № 2 (8). С. 15-21.
47. Гордиенко П. С., Гнеденков С. В. Микродуговое оксидирование титана и его сплавов. Владивосток: Дальнаука, 1997. 185 с.
48. Гордиенко П. С. Образование покрытий на аноднополяризованных электродах в водных электролитах при потенциалах искрения и пробоя. Владивосток: Дальнаука, 1996. 216 с.
49. Суминов И. В. и др. Микродуговое оксидирование (теория, технология, оборудование) / И.В. Суминов и др. М.: ЭКОМЕТ, 2005. 368 с.: ил.
50. Гордиенко П. С. Формирование покрытий на ряде металлов и сплавов в электролитах при микроплазменных процессах // Диссертация на соискание степени доктора технических наук. Днепропетровск. 1991. 680 с.
