DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.8(39).2.41-47

Зносостійкість титанового сплаву ВТ1-0 з модифікованою поверхнею в умовах абразивного впливу

А.В. Рутковський, С.І. Маркович, С.О. Магопець, В.С. Маркович

Об авторах

А.В. Рутковський, старший науковий співробітник, кандидат технічних наук, Інститут проблем міцності ім. Г. С. Писаренко НАН України, м. Київ, Украї, e-mail: rut2000@ukr.net

С.І. Маркович, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: marko60@ukr.net, ORCID ID: 0000-0003-1393-2360

С.О. Магопець, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: magserg@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-1522-4555

В.С. Маркович, магістрант, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: markovich241082@gmail.com

Анотація

В роботі проведено дослідження зносостійкості титанового сплаву ВТ1-0 з модифікованою поверхнею в умовах абразивного впливу. Для проведення вакуумного іонного азотування в імпульсному режимі і формування дифузійних шарів на поверхні використовувалася універсальна установка «ВІПА-1» Технологічні параметри вакуумного іонного азотування в імпульсному режимі: температура – 550°С, тиск – 25-150 Па, час обробки – 10 годин, співвідношення реакційних газів – 80% Аг + 20% N2. Дослідження зносостійкості проводили по схемі зношування вільним абразивом (метод Брінеля) відповідно до ГОСТ 23.208-79 та американського стандарту АСТМ С 6568. Експеримент проводили при швидкості ковзання 0,158 м/с, навантаженні 20 кг (при плечі 272 мм) та шляху тертя 50 м. В якості еталону використовувалась сталь 45, загартована до твердості 480-500 НВ. Тілом для зношування служив диск із титанового сплаву ВТ1-0 діаметром 100 мм і товщиною 3,5 мм. В результаті дослідження встановлено що максимальна інтенсивність зношування титанового сплаву ВТ1-0 без зміцнення; вплив термоциклічного азотування підвищує зносостійкість сплаву ВТ1-0: у піску – 3 рази; у воді + пісок – 3,5 рази; у солі + пісок – 2,5 рази; вплив ізотермічного азотування підвищує зносостійкість сплаву ВТ1-0: у піску – 4 рази; у воді + пісок – 3,5 рази; у солі + пісок – 2,5 рази.

Ключові слова

іонне азотування, імпульсний режим, титановий сплав, зносостійкість, вільний абразив

Повний текст:

PDF

Посилання

1. Nazmy, M. & Staubli, M. (1994). Alloy modification of γTiAl for improved mechanical properties. Scr. met. Et mater, Vol.31, №7, P. 829-833 [in English].

2. Hohaiev, K.O. & Radchenko, O.K. (2001). Deformuvannia tytanovykh splaviv prokatuvanniam [Deformation of titanium alloys by rolling]. Metaloznavstvo ta obrobka metaliv - Metallurgy and metal processing, 4, 25–29 [in Ukrainian].

3. Fedorak, R.M. (1998). Dyfuzijne zaliznennia ta tsementatsiia tytanu [Diffusion fertilization and cementation of titanium]. Metaloznavstvo ta obrobka metaliv - Metallurgy and metal processing, 4, 52–55 [in Ukrainian].

4. Shalapko, Yu.I. & Honcharov, V.V. (1999). Pidvyschennia antyfryktsijnykh vlastyvostej tytanovoho splavu OT4 pry lazernomu oprominiuvanni poverkhni [Increasing the antifriction properties of the OT4 titanium alloy during laser irradiation of the surface]. Visnyk Tekhnolohichnoho universytetu Podillia - Bulletin of the Technological University of Podillia, 6, 177–178 [in Ukrainian].

5. Gurrappa, I. (2001). Effect of aluminizing on the oxidation of the titanium alloy, IMI 834. Oxidation of Metals,56, 1-2, 73-87 [in English].

6. Yue,T.M., Cheung, T.M. & Man, H.C. (2000). The effects of laser surface treatment on the corrosion properties of Ti-6Al-4V alloy in Hank’s solution. Journal Materials Science Letters, Vol.19, No.3, P.205–208 [in English].

7. Fedirko, V., Yas'kiv, O. & Prytula, A. (2003). Azotuvannia i boruvannia tytanovykh splaviv - perspektyvy kombinovanoho obroblennia [Nitriding and boronizing of titanium alloys - prospects for combined processing]. Mashynoznavstvo - Mechanical science, 4, 23–26 [in Ukrainian].

8. Liashenko, B.A., Markovych, S.I. & Mykhajliuta, S.S. (2017). Rozrobka tekhnolohichnoho protsesu vakuumnoho azotuvannia porshniv dvyhuniv v pul'suiuchomu puchku plazmy [Development of a technological process of vacuum nitriding of engine pistons in a pulsating plasma beam]. Zahal'noderzhavnyj mizhvidomchyj naukovo-tekhnichnyj zbirnyk. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia sil's'kohospodars'kykh mashyn. All-state interdepartmental scientific and technical collection. Design, production and operation of agricultural machines, 47, 1, 158-166 [in Ukrainian].

9. Rutkovs'kyj, A. V., Markovych, S.I. & Mykhajliuta, S.S. (2022). Analiz napruzheno-deformovanoho stanu ionnoazotovanykh zrazkiv iz pokryttiam v umovakh izotermichnoi ta termotsyklichnoi povzuchosti [Analysis of the stress-strain state of ion-nitrogenized coated samples under isothermal and thermocyclic creep conditions]. Tsentral'noukrains'kyj naukovyj visnyk. Tekhnichni nauky - Central Ukrainian scientific bulletin. Technical sciences, 6(37), I, 3-9 [in Ukrainian].

10. Rutkovs'kyj, A. V., Markovych, S.I. & Mykhajliuta, S.S. (2020). Teplostijkist' ionnoazotovanykh aliuminiievykh splaviv pry izotermichnomu ta termotsyklichnomu vplyvi [Heat resistance of ion-nitrogenized aluminum alloys under isothermal and thermocyclic exposure]. Tsentral'noukrains'kyj naukovyj visnyk. Tekhnichni nauky - Central Ukrainian scientific bulletin. Technical sciences, 3(34), 72-81 [in Ukrainian].

Пристатейна бібліографія ГОСТ

1. Nazmy M., Staubli M. Alloy modification of γTiAl for improved mechanical properties. Scr. met. Et mater. 1994. Vol. 31, №7. Р. 829-833.

2. Гогаєв К.О., Радченко О.К. Деформування титанових сплавів прокатуванням. Металознавство та обробка металів. 2001. №4. С. 25–29.

3. Федорак Р.М. Дифузійне залізнення та цементація титану. Металознавство та обробка металів. 1998. №4. С. 52–55.

4. Шалапко Ю.І., Гончаров В.В. Підвищення антифрикційних властивостей титанового сплаву ОТ4 при лазерному опромінюванні поверхні. Вісник Технологічного університету Поділля. 1999. № 6. С. 177–178.

5. Gurrappa I. Effect of aluminizing on the oxidation of the titanium alloy, IMI 834. Oxidation of Metals. 2001. 56, №1-2. Р. 73-87.

6. Yue T.M., Cheung T.M., Man H.C. The effects of laser surface treatment on the corrosion properties of Ti-6Al-4V alloy in Hank’s solution. Journal Materials Science Letters. 2000. Vol. 19, №3. Р. 205–208.

7. Федірко В., Яськів О., Притула А. Азотування і борування титанових сплавів - перспективи комбінованого оброблення. Машинознавство. 2003. №4. С. 23–26.

8. Ляшенко Б.А., С.І. Маркович, Михайлюта С.С. Розробка технологічного процесу вакуумного азотування поршнів двигунів в пульсуючому пучку плазми. Загальнодержавний міжвідомчий науково-технічний збірник. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. 2017. Вип. 47, ч. 1. С. 158-166.

9. Рутковський А. В., Маркович С.І., Михайлюта С.С. Аналіз напружено-деформованого стану іонноазотованих зразків із покриттям в умовах ізотермічної та термоциклічної повзучості. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2022. Вип. 6(37), ч. І. С. 3-9.

10. Рутковський А.В., Маркович С.І., Михайлюта С.С. Теплостійкість іонноазотованих алюмінієвих сплавів при ізотермічному та термоциклічному впливі. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2020. Вип. 3(34). С. 72-81.


Copyright (c) 2023 А.В. Рутковський, С.І. Маркович, С.О. Магопець, В.С. Маркович