CC BY
167
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
1
УДК 669.017:620.018:621.78 UDC 669.017:620.018:621.78
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПОЗИЦИИ «СТАЛЬ -НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЙ СЛОЙ TiNiCu» ВЫСОКОСКОРОСТНЫМ ГАЗОПЛАМЕННЫМ НАПЫЛЕНИЕМ TECHNOLOGICAL RULES OF FORMATION OF STEEL - NANO-STRUCTURED LAYER TI-NI-CU COMPOSITION WITH A HIGH SPEED FLAME SPRAYING
Бледнова Жесфина Михайловна д.т.н., профессор E-mail: [email protected] Blednova Zhesfina Mikhailovna Dr.Sci.Tech., professor E-mail: [email protected]
Русинов Петр Олегович к.т.н. E-mail: [email protected] Rusinov Peter Olegovich Cand.Tech.Sci. E-mail: [email protected]
Бледнов Юрий Г аврилович к.т.н., доцент Blednov Yury Gavrilovich Cand.Tech.Sci., associate professor
Плаксин Василий Александрович к. т.н., доцент Plaksin Vasiliy Aleksandrovich Cand.Tech.Sci., associate professor
Балаев Эътибар Юсиф Оглы Аспирант, кафедра ДиПМ Кубанский государственный технологический университет, г. Краснодар, Россия, ул. Московская. 2 Balayev Etibar Yusif postgraduate student Kuban state technological university, Krasnodar, Russia
Разработан комбинированный метод формирования композиции «сталь -поверхностный из материалов с эффектом памяти формы на основе TiNiCu», включающий механическую активацию порошка, высокоскоростное газопламенное напыление, последующую термомеханическую обработку. Определены управляющие параметры и рекомендованы оптимальные режимы обработки, обеспечивающие формирование поверхностных слоев с наноразмерной структурой, химический и фазовый состав которых соответствует ЭПФ The combined method of formation of the “Steel -superficial of materials with effect of memory of the form on the basis of TiNiCu” composition, which includes mechanical activation of powder, the highspeed gas-flame dusting, the subsequent thermomechanical processing is considered. The operating parameters are defined and the optimum modes of processing providing formation of the layers with nano-sized structure are recommended, chemical and phase composition of which corresponds to the shape memory effect
Ключевые слова: ЭФФЕКТ ПАМЯТИ ФОРМЫ, НАНОСТРУКТУРА, ВЫСОКОСКОРОСТНОЕ ГАЗОПЛАМЕННОЕ НАПЫЛЕНИЕ, МЕХАНИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ, ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА, ПОВЕРХНОСТНОЕ ПЛАСТИЧЕСКОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ Keywords: SHAPE MEMORY EFFECT, NANOSTRUCTURE, HIGH-SPEED FLAME SPRAYING, MECHANICAL ACTIVATION, THERMO-MECHANICAL PROCESSING, SURFACE PLASTIC DEFORMATION
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента РФ № МК-5017.2014.8 и по проекту № 2416 (2014) и в рамках государственного задания Министерства образования и науки РФ.
Введение
Сплавы с эффектом памяти формы (ЭПФ) отличаются комплексом важных характеристик: высокой прочностью, уникальными по величине
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
2
эффектами одно- и многократнообратимой термомеханической памяти, высоким уровнем реактивных напряжений, восстановления и демпфирования, высокой коррозионной стойкостью и циклической долговечностью. Все это делает их незаменимыми, несмотря на высокую стоимость, и обусловливает эффективное практическое применение в качестве функциональных материалов нового поколения. Сплавы с ЭПФ на основе TiNi используются при изготовлении ряда новых устройств и изделий медицинской, авиационной и космической техники, спецмашиностроения (силоприводы для аварийного выпуска шасси
самолета, микророботы, манипуляторы, силовые устройства типа съемников при монтаже турбин, атомных реакторов и других уникальных сооружений) [1]. Эффективным способом влияния на характеристические температуры и последовательность мартенситных превращений, а также на весь комплекс функционально-механических свойств является легирование никелида титана [2].
В условиях необходимости обеспечения ресурсосбережения актуальным становится направление, связанное с методами поверхностного модифицирования (ПМ) сталей материалами с ЭПФ и создания композиционных материалов. Формирование поверхностных слоев из материалов с ЭПФ в настоящее время осуществляется различными способами высокоэнергетических воздействий (аргонно-дуговая и лазерная наплавка, сварка взрывом, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, осаждение из расплава легкоплавких металлов, различные вакуумно-плазменные методы) [3].
Известно, что традиционные методы обработки материалов с ЭПФ приводят к формированию в сплавах развитой дислокационной субструктуры. Дополнительные же возможности повышения комплекса функциональных свойств TiNi заключаются в применении к ним нетрадиционных схем комбинированной обработки, включающей в
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
3
различных комбинациях термическую, термомеханическую обработку и интенсивное пластическое деформирование, приводящих к формированию нанокристаллической или аморфной структуры. В этом направлении в последнее время получены многообещающие результаты [4-5]. В машиностроении создание наноструктурированных поверхностных слоев с повышенными эксплуатационными и функциональными свойствами позволит оптимизировать конструкции, повысить их надежность и приведет к энерго- и ресурсосбережению, улучшению прочностных и противоизносных свойств изделий. Одним из перспективных методов ПМ материалами с ЭПФ изделий машиностроительного назначения является высокоскоростное газопламенное напыление (ВГН) [6]..
Среди материалов с ЭПФ наиболее перспективным на сегодняшний день является хорошо зарекомендовавший себя эквиатомный сплав TiNi, для которого характерно благоприятное сочетание свойств - высокий уровень механических, коррозионных и термомеханических характеристик и высокая термостабильность. В то же время эти сплавы достаточно дороги, сложны в изготовлении и со значительными трудностями поддаются механической обработке. Наиболее широкими возможностями обладают многокомпонентные сплавы с ЭПФ [2]. Так, легирование TiNi медью [7] представляет интерес как с точки зрения расширения круга сплавов с ЭПФ с повышенными функционально-механическими свойствами, так и с точки зрения изучения влияния меди на характеристические температуры и температурный гистерезис
мартенситного превращения композиции.
Целью настоящей работы является исследование закономерностей формированию композиции «сталь - наноструктурированный
поверхностный слой TiNiCu» высокоскоростным газопламенным напылением механически активированных порошков.
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
4
Материалы и методы исследования
Формирование композиции «сталь - поверхностный слой с ЭПФ на основе TiNiCu» осуществлялось в несколько этапов: подготовка
поверхности (дробеструйная обработка с последующем травлением в 15% растворе азотной кислоты, промывка и сушка порошка); механоактивация (МА) порошка; нанесение тонкого слоя чистого никеля, обладающего неограниченной растворимостью с железом, для обеспечения лучшей адгезии; ВГН слоя TiNiCu необходимой толщины, последующая термическая и термомеханическая обработка (ТМО) для обеспечения заданных функциональных свойств.
В качестве основы использовалась сталь 45, в качестве материала для формирования поверхностных слоев TiNiCu следующего химического состава: 43,89%Ni, 50,87%Ti, 4,97%Cu, 0.012%Fe, 0,06%C, 0.08%Ca. Исходный размер фракций порошка составлял 15%30 мкм. Для формирования подслоя никеля использовался порошок ПНК1-ВЛ-7 (производство ОАО «Тулачермет»).
Исследования показали, что исходный размер частиц оказывает существенное влияние на структуру и свойства формируемого слоя. В целях повышения адгезионных свойств наносимых поверхностных слоев порошки Ni, TiNiCu подвергали МА в высокоскоростной планетарной шаровой мельнице ГЕФЕСТ- 2 (АГО-2У). Параметры МА следующие: частота вращения барабана 800 - 2220 мин-1, частота вращения водила 6001090 мин-1, диаметр стальных шаров 6 мм, время работы 2-8 мин.
Поверхностное модифицирования сталей материалами с ЭПФ многокомпонентного состава осуществлялась на модернизированной вакуумной установке ТСЗП-ОЬС-720 [8] (рис.1), позволяющей
производить в едином технологическом цикле ВГН порошка и последующую поэтапную термомеханическую обработку. В качестве
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
5
горючего газа использовалась смесь метана и кислорода, а в качестве транспортирующего газа для порошка использовался аргон.
Для формирования функциональных свойств поверхностных слоев из материала с ЭПФ производилась ТМО образцов поверхностным пластическим деформированием, обкаткой роликами. Обкатку роликами производили при следующих параметрах: контактная нагрузка на каждый ролик Р=3,5^3,8 кН, диаметр ролика dj = 50 мм, ширина ролика bj = 8 мм,
-э
скорость обкатки v = 94 10" м/с, продольная подача - S = 0,08 мм/об. Контроль термомеханического возврата образцов, подвергнутых
комбинированной обработке, производился после нагрева до температур обратного мартенситного превращения.
Рис. 1. Вакуумная установка для получения наноструктурированных поверхностных слоев из материала с ЭПФ: 1- вакуумная камера; 2 -газопламенная горелка; 3 - блок управления; 4 -источник питания; 5 -компрессор; 6 - устройство для поверхностно-пластического
деформирования; 7 - кислород; 8 - аргон; 9 - метан
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
6
В работе использован следующий основной комплекс экспериментальных методов исследования: рентгеноструктурный анализ, спектроскопия, электронная микроскопия. Рентгенофазовый анализ проводили на дифрактометре Shimadzu XRD - 7000 в Си-Ка излучении (1=1,54051). Микроструктура и химический анализ материала сталь-сплав TiNiCu анализировались на электронном микроскопе JSM-7500F.
Технологические особенности поверхностного модифицирования
В настоящее время многокомпонентные покрытия из материалов с ЭПФ формируются, в основном, путем напыления заранее приготовленных порошков, нужного для проявления ЭПФ химического состава. Такая технология поверхностного модифицирования является простой, но не лишенной недостатков. Для получения качественных поверхностных слоев из сплавов с ЭПФ методом ВГН частицы порошка должны достигать критических значений температур и скоростей, обеспечивающих надежную адгезию. Снижение температуры частиц порошка не обеспечивает адгезии покрытия и основы, а значительное превышение температуры частиц может привести к выгоранию легирующих элементов с более низкой температурой плавления в процессе напыления и снижению массовой доли легирующего компонента, а, следовательно, к снижению эффективности полученных слоев с ЭПФ. Для управления процессом формирования поверхностных слоев многокомпонентного состава с различной температурой плавления составляющих компонентов необходимо обеспечить возможность ввода компонентов в разные зоны газового потока.
Предложена конструкция сопла для высокоскоростного газопламенного напыления порошков из многокомпонентных материалов с ЭПФ с раздельным вводом напыляемых компонентов. Конструкция сопла предусматривает восемь вводов порошка, четыре ввода в дозвуковой
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
7
области и четыре в сверхзвуковой. Вводы расположены под углом 60о к горизонтали (рис. 2). Такое расположение вводов позволяет увеличить скорость движения частиц порошка и улучшает их прогрев.
Рис. 2. Схема модернизированного сопла для формирования
поверхностных слоев с раздельным вводом компонентов
Сопло выполнено из двух частей: сужающейся (дозвуковая область) и расширяющейся (сверхзвуковая область). Рабочие газы подаются в цилиндрическую камеру смешения через область между стенками усеченного конуса и стенками цилиндра. Рабочий поток включает смеси газов и порошка с ЭПФ. Напыляемые порошки подаются из дозаторов в камеру смешивания через вводы (каналы). Модернизированная установка GLC-720 позволяет изменять рабочее давление газа от 0,8 до 2,3 МПа и температуру газа от 310 К до 900 К. Подача порошка осуществлялась четырьмя независимыми порошковыми дозаторами. Два дозатора служат для подачи порошка в дозвуковую область сопла, два в сверхзвуковую область. При формировании поверхностного слоя трехкомпонентного состава TiNiCu подача порошка TiNi производилась в дозвуковую область сопла, а меди в сверхзвуковую, так как температура плавления меди значительно ниже температуры плавления TiNi.
Результаты исследований и их обсуждение Структуру и свойства покрытий определяют контактные процессы при ударе, деформации, затвердевании, охлаждении частиц порошка и их
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
8
взаимодействия в процессе движения в газовом потоке. Поскольку формирование покрытия производится последовательной укладкой множества деформирующихся частиц, то совершенно неизбежно образования пор на границах соединений. Очевидно, что структура покрытий зависит от гранулометрического состава напыляемого материала и чем мельче напыляемый порошок, тем меньше вероятность образования пор. Обычно для напыления рекомендуются порошки 40-70 мкм, все чаще последние годы применяют порошки размером 10-20 нм. Опыт показывает, что использование для напыления порошков малых размеров вызывает некоторые технологические трудности, заключающиеся в выгорании отдельных компонентов напыляемого материала в газовом потоке. Поэтому оптимизация гранулометрического состава является одним из важных этапов разработки технологии формирования композиции «сталь - слой с ЭПФ». Исследования, выполненные с использованием статистических методов, показали, что для получения качественных композиций «сталь - слой TiNiCu» ВГН оптимальный гранулометрический состав МА порошка составляет 0,9-7,5 мкм (рис.3). При использовании порошка более мелких фракцией (менее 0,9 мкм) происходит слипание частиц между собой, комкование и, как следствие, нарушение технологического процесса (залипание канала порошкового дозатора).
В результате меаноактивации в локальных микрообъемах порошка возникают внутренние напряжения, релаксация которых зависит от свойств материала и условий нагружения. Согласно существующим теориям в механохимии инициирование механохимических превращений обеспечивается теплом, выделяющемся при обработке порошков, энергией дислокаций при пластической деформации, высвобождением упругой энергии, аккумулированной в твердом теле, наличием многочисленных межфазных границ [9].
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
9
в)1
Рис. 3. Порошок Ti50Ni45Cu5 измельченный и механически
активированный (ГЕФЕСТ-2) в течение 3 мин - а) *500; б) *1000; в) *5000; влияние времени МА на размер частиц порошка TiNiCu - г)
В процессе механоактивации порошков с ЭПФ происходит деформация кристаллической решетки металла, вследствие чего возникает пространственная и энергетическая неоднородность поверхности, что приводит к увеличению дефектности и энергонасыщенности за счет их пластического деформирования и дробления. При взаимодействии газопламенной струи с МА порошком TiNiCu происходит выделение накопленной энергии, приводящей к изменению свойств. В результате повышается адгезия, когезия поверхностно-модифицированного слоя и снижается его пористость. На рис 3,г представлена зависимость среднего размера частиц порошка от времени механоактивации, полученная в
http://ej .kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
10
результате статистической обработки экспериментальных данных в среде SPSS Statistica 6.
На рис. 4 приведена рентгенограмма поверхностного слоя TiNiCu на стали 45 при раздельном вводе компонентов в дозвуковую и сверхзвуковую область сопла горелки. Как видно из рисунка, распределение химических элементов равномерное по толщине слоя с ЭПФ. Анализ дифрактограмм порошка Ti51Ni44Cu5 показал, что структура его состоит преимущественно из аустенитной фазы (~95%), В2 фазы Cu, небольшого количества TiO2.
Рис. 4. Рентгенограмма поверхностного слоя TiNiCu, сформированного высокоскоростным газопламенным напылением - а); распределение основных химических элементов в композиции «сталь - слой TiNiCu» - б)
Статистическое моделирование технологического процесса ВГН
Основными функциональными параметрами, определяющими свойства поверхностных слоев, полученных ВГН, являются адгезия, пористость, структура и фазовый состав. Проведенные исследования показали, что при формировании поверхностного слоя с ЭПФ на основе TiNiCu наилучшее качество покрытия достигается при расходе горючих газов: метана 70-75 л/мин, кислорода 150-160 л/мин.
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
11
Для определения пористости покрытий с ЭПФ использовался метод гидростатического взвешивания с пропиткой напыленного материала жидкостью [10]. На рис. 5 представлена гистограмма размера пор и их содержания в поверхностном слое TiNiCu.
Рис. 5. Распределение пор в поверхностном слое TiNiCu и их процентное содержание
Проведенный анализ структуры композиции «сталь - слой с ЭПФ», сформированной ВГН механоактивированного порошка TiNiCu и без МА, показал, что МА приводит к существенному улучшению структуры поверхностных слоев, уменьшению пористости и увеличению адгезии и, как следствие, к повышению механических характеристик композита.
Важной характеристикой композиции «основа - слой с ЭПФ» является прочность сцепления поверхностного слоя с основой, которая описывается следующим выражением (1)
Осц Оадг КОост, (1)
где оадг - адгезионная прочность; К - эмпирический коэффициент, зависящий от условий напыления и свойств напыляемых материалов; оост - остаточные напряжения.
При ВГН в формируемом слое возникают термические остаточные напряжения в результате существенно отличающихся характеристик основы и напыляемого материала: температур частиц порошка и
поверхности детали; удельных объемов частиц распыляемого материала в
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
12
момент попадания их на деталь и частиц в охлажденном состоянии; коэффициентов термического расширения (КТР) материалов покрытия и детали; неравномерности распределения температур по сечению напыляемого слоя. Для анализа остаточных напряжений использовалась математическая модель с учетом изменения во времени температур детали и покрытия. Рассматривая совместное движение материалов покрытия и детали при охлаждении от максимальной температуры нагрева (ТА)тах в завершающей стадии формирования произвольного i-го слоя покрытия, на основе уравнений термомеханики составляющая термического напряжения определялась с учетом условия равенства сил на границе раздела «покрытие - основа » [10]:
sn Еп
Од =+ Ед (i)
(Уп -Уд 0)) • (TA )max ' У)
1 + д(І) - (V(0 • y„ - Уд CO) • (TA ) max (0
(Уд (i) -Vп ) • (TA )max (i)
1 + V(i) - (V(i) • Vп + Vд (i)) • (TA )max (i)
(2)
(3)
где i - число слоев покрытия, созданное в условной детали;
Еп, Ед(і) - модуль упругости напыляемого материала и детали; уп, уд(і) - КТР напыляемого материала и детали;
V(i) =
Ed (i) Л (І)
Еп " dmin
(4)
Выполненный расчет остаточных напряжений показал, что на границе покрытия толщиной 1 мм и основы, остаточные напряжения близки к нулю, в стальной основе растягивающие остаточные напряжения не превышают 85,7 МПа, в покрытии возникают остаточные сжимающие напряжения, достигающие величины 93,5 МПа.
При поиске оптимального режима высокоскоростного газопламенного напыления с помощью метода планирования эксперимента принималась такая последовательность проведения опытов, которая позволила применить градиентные методы поиска при неизвестной функции, т.е.
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
13
приближённо восстановить закон функционирования объекта по экспериментальным данным. На рис. 6 показано влияние основных технологических параметров ВГН на прочность сцепления с основой поверхностных слоев из материала с ЭПФ TiNiCu.
Рис. 6. Влияние параметров технологического процесса на прочность сцепления поверхностного слоя и основы
Электронномикроскопические исследования высокого разрешения (рис. 7) показали, что поверхностные слои TiNiCu, формируемые по оптимальным режимам высокоскоростным газопламенным напылением, имеют наноразмерную структуру (рис. 5) с размером зерна 30-170 нм.
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
14
в)
Рис. 7. Микроструктура поверхностного слоя TiNi, полученного ВГН: а) *20000; б) *120000; твидовый электронно-микроскопический контраст -в); количественное распределение размера зерен и их процентное
содержание в поверхностном слое TiNiCu - г);
Для устранения химической неоднородности, возникающей в
процессе ВГН проводят гомогенизирующий отжиг, который приводит к полному растворению избыточных фаз, приближая фазовый состав поверхностных слоев к термодинамически равновесному состоянию и улучшению свойств сплавов с ЭПФ. Термическая обработка композиции «сталь - слой с ЭПФ» является промежуточной операцией, в результате которой происходит стабилизация структуры слоя TiNiCu, улучшение свойств памяти при уменьшении остаточных напряжений после напыления
http://ej .kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
15
TiNiCu. Температура отжига для сплава TiNiCu составляла 873К, отжиг проводился в инертной среде (среда аргона) в течение 1ч с последующим охлаждением с печью. Рентгенофазовый анализ, поверхностных слоев сплава TiNiCu после отжига при температуре 873К показывает, что
покрытие состоит из аустенитной В2 фазы, мартенситной фазы В19' с моноклинной решёткой, оксидов TiO (мартенситная фаза В19' ~ 38,5^40%, аустенитная фаза B2 ~ 58,5^60,5%, TiO менее 1,5%). После отжига происходит небольшое увеличение размера зерна, снижается микротвердость. Таким образом, отжиг оказывает существенное влияние на структуру, микротвердость, состав, устранение химической
неоднородности поверхностных слоев TiNiCu.
Для повышения комплекса функционально-механических свойств (реактивные напряжения, обратимая деформация) поверхностного слоя TiNiCu производилась ТМО. При выборе оптимальных режимов ТМО слоя из материала с ЭПФ учитывались ограничения по степени деформации и напряжения. Величина наведенной пластической
деформации не должна превышать 6-15%, поскольку более высокая степень деформирования подавляет ЭПФ, увеличивая при этом величину неупругих деформаций.
После проведения отжига с последующим пластическим
деформированием слоя TiNiCu повышается плотность дефектов кристаллического строения аустенитной В2-фазы с формированием мелкозернистого аустенита (размер зерна TiNiCu порядка 80-120нм), что приводит к повышению микротвердости. При полном цикле обработки, включающем ВГН механоактивированного порошка TiNiCu, отжиг, а затем ППД приводит к формированию однородной наноразмерной структуры. Такая тренировка поверхностного слоя TiNiCu в несколько приемов дает сочетание повышенной твердости и стабильных функциональных характеристик ЭПФ.
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
16
Выводы
- разработана технология формирования композиции «сталь -
поверхностный слой из материала с эффектом памяти формы на основе TiNiCu», включающая механическую активацию порошка, нанесение слоя Ni + слой TiNiCu ВГН, последующую термомеханическую обработку,
обеспечивающей формирование наноразмерной структуры, химический и фазовый состав которой соответствует материалу с ЭПФ;
- исследовано влияния механоактивации порошка TiNiCu на качество поверхностных слоев, сформированных высокоскоростным газопламенным напылением, показавшее существенное улучшение структуры поверхностного слоя, снижение пористости, повышение адгезии, а, следовательно, повышение функционально-механических свойств;
- для обеспечения необходимого химического состава поверхностного слоя с ЭПФ многокомпонентного состава со значительно отличающимися температурами плавления составляющих компонентов предложено новое конструктивно-технологическое решение устройства для подачи составляющих компонентов в различные зоны газового потока;
- разработана статистическая модель технологического процесса ВГН, позволившая оптимизировать параметры обработки по основному критерию «прочность сцепления поверхностного слоя и основы»;
- выполненный расчет остаточных напряжений показал, что при формировании композиции «сталь - слой с ЭПФ TiNiCu» по оптимальным режимам в стальной основе возникают растягивающие, а в поверхностном слое - близкие по величине сжимающие остаточные напряжения, на границе поверхностного слоя с ЭПФ и основы остаточные напряжения близки к нулю.
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
17
Литература
1. Razov A. I. Application of Titanium Nickelide-Based Alloys in Engineering. The Physics of Metals and Metallography Vol. 97, Suppl. 1. 2004. Р. 97-126.
2. Кристаллогеометрические и кристаллохимические закономерности образования бинарных и тройных соединений на основе титана и никеля /Под ред. А.И. Потекаева. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. 312 с.
3. Бледнова Ж.М., Махутов Н.А., Чаевский М.И., Поверхностное
модифицирование материалами с эффектом памяти формы. Краснодар: Издательский дом-Юг, 2009. 354 с.
4. Бледнова Ж.М., Русинов П.О. Формирование наноструктурированных поверхностных слоев из материалов с памятью формы на основе TiNi и NiAl // Российские нанотехнологии. 2010. № 3-4. С. 58-64.
5. Бледнова Ж.М., Махутов Н.А., Русинов П.О. Перспективы использования материалов с памятью формы для формирования многофункциональных покрытий на изделиях машиностроительного назначения // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2013. Т. 79. - № 11. С. 49-56.
6. Русинов П.О., Бледнова Ж.М., Балаев Э.Ю. Методические подходы и технические решения по формированию наноструктурированных слоев TiNi высокоскоростным газопламенным напылением // Известия Самарского научного центра РАН. 2013. Т.15. № 4(2). С. 484-488.
7. Двусторонняя память формы в наноразмерном образце сплава Ti49.5Ni25.5Cu25.0 с частично упорядоченной структурой // Гречишкин Р. М., Ильяшенко С. В. Истомин В. В. и др. // Известия РАН. Серия физическая. 2009. Т. 73. № 8, С. 1138-1140.
8. Пат. 2502829 Российская Федерация, МПК С23С14/56. Вакуумная установка для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали / Русинов П.О., Бледнова Ж.М., Балаев Э. Ю.; заяв. 31.05.02; опубл. 20.02.04.
9. Фундаментальные основы механической активации, механосинтеза и механохимических технологий. Новосибирск: СО РАН, 2009. 343 с.
10. Пузряков А.Ф. Теоретические основы технологии плазменного напыления.-М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2008. 360 с.
References
1. Razov a. I. Application of titanium nickelide-based alloys in engineering. The physics of metals and metallography vol. 97, suppl. 1. 2004. R. 97-126.
2. Kristallogeometricheskie i kristallohimicheskie zakonomernosti obrazovanija binarnyh i trojnyh soedinenij na osnove titana i nikelja /pod red. A.i. potekaeva. Tomsk: izd-vo tomskogo politehnicheskogo universiteta, 2011. 312 s.
3. Blednova zh.m., mahutov n.a., chaevskij m.i., poverhnostnoe modificirovanie materialami s jeffektom pamjati formy. Krasnodar: izdatel'skij dom-jug, 2009. 354 s.
4. Blednova zh.m., rusinov p.o. formirovanie nanostrukturirovannyh poverhnostnyh sloev iz materialov s pamjat'ju formy na osnove tini i nial // rossijskie nanotehnologii. 2010. № 3-4.
5. 58-64.
5. Blednova zh.m., mahutov n.a., rusinov p.o. perspektivy ispol'zovanija materialov s pamjat'ju formy dlja formirovanija mnogofunkcional'nyh pokrytij na izdelijah mashinostroitel'nogo naznachenija // zavodskaja laboratorija. Diagnostika materialov, 2013. T. 79. - № 11. S. 49-56.
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
Научный журнал КубГАУ, №101(08), 2014 года
18
6. Rusinov p.o., blednova zh.m., balaev je.ju. Metodicheskie podhody i tehnicheskie reshenija po formirovaniju nanostrukturirovannyh sloev tini vysokoskorostnym gazoplamennym napyleniem // izvestija samarskogo nauchnogo centra ran. 2013. T.15. № 4(2). S. 484-488.
7. Dvustoronnjaja pamjat' formy v nanorazmernom obrazce splava ti49.5ni25.5cu25.0 s chastichno uporjadochennoj strukturoj // grechishkin r. M., il'jashenko s. V. Istomin v. V. I dr. // izvestija ran. Serija fizicheskaja. 2009. T. 73. № 8, s. 1138-1140.
8. Pat. 2502829 rossijskaja federacija, mpk s23s14/56. Vakuumnaja ustanovka dlja poluchenija nanostrukturirovannyh pokrytij iz materiala s jeffektom pamjati formy na poverhnosti detali / rusinov p.o., blednova zh.m., balaev je. Ju.; zajav. 31.05.02; opubl. 20.02.04.
9. Fundamental'nye osnovy mehanicheskoj aktivacii, mehanosinteza i mehanohimicheskih tehnologij. Novosibirsk: so ran, 2009. 343 s.
10. Puzrjakov a.f. teoreticheskie osnovy tehnologii plazmennogo napylenija.- m.: mgtu im. N.je.baumana, 2008. 360 s.
http://ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/007.pdf
