DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.7(38).1.151-159

Використання боридних і силіцидних покриттів у ДВЗ: технологічний аспект

Ю.В. Дзядикевич, О.П. Захарчук, П.В. Попович, Р.І. Розум, М.В. Буряк, В.В. Шевчук

Об авторах

Ю.В. Дзядикевич, професор, доктор технічних наук, Західноукраїнський національний університет, Тернопіль, Україна, e-mail: yu.dziadykevych@wunu.edu.ua, ORCID ID: 0000-0002-3737-9347

О.П. Захарчук, доцент, кандидат технічних наук, Західноукраїнський національний університет, Тернопіль, Україна, e-mail: olenaskyba8500@gmail.com

П.В. Попович, професор, доктор технічних наук, Західноукраїнський національний університет, Тернопіль, Україна, e-mail: ppopovich@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-5516-852X

Р.І. Розум, доцент, кандидат технічних нау, Західноукраїнський національний університет, Тернопіль, Україна, e-mail: rozoom_ruslan@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-7812-8248

М.В. Буряк, доцент, кандидат технічних нау, Західноукраїнський національний університет, Тернопіль, Україна, e-mail: burjak74@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-5332-1498

В.В. Шевчук, доцент, кандидат медичних наук, Львівський національний університет природокористування, м.Дубляни, Україна, e-mail: pr_lnau@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-8260-2165

Анотація

В статті досліджено основні закономірності процесу формування на тугоплавких металах однофазних, багатофазних, багатошарових композиційних покриттів із високими показниками жаростійкості та довговічності. Проведено дослідження боридного покриття на тугоплавких металах, яке показало, що на металах утворюється однофазне покриття, яке має хороше зчеплення з основою. Виявлено утворення моноборидної фази на молібдені та вольфрамі та боридна на ніобію і танталі, за результатами рентгенофазового та мікрорентгеноспектрального методів аналізу. Проведено дослідження впливу температури на процес дифузійного силіціювання тугоплавких металів, яке показало, що в інтервалі 950–1100 0С формується однофазне покриття, яке складається із дисиліцидів металів МеSi2. Виявлено, що подальше підвищення температури процесу насичення приводить до різкого росту товщини силіцидного шару. Встановлено, що ефективним дифузійним бар’єром є боридні фази тугоплавких металів, які забезпечують стабільність дифузійній частині багатокомпонентного покриття. Визначено, що боридні фази по відношенню до металевої основи більш стабільні, ніж силіцидні. Завдяки утворенню на границі боридних і силіцидних шарів силікоборидних фаз забезпечується висока стабільність боросиліцидного покриття. Визначено, що наявність проникаючих домішок в металевій матриці призводить до поганого захисту оксидної плівки дифузійного покриття і, як наслідок, до низької довговічності. Запропоновано механізм перенесення проникаючих домішок із глибини металу до межі порошкового середовища. Отримані боросилікатно-насичені металеві технологічні параметри дозволяють формувати дифузійне покриття з дрібнозернистою структурою на тугоплавких металах. Для забезпечення високих захисних характеристик необхідне подальше дослідження формування шаруватої частини покриття.

Ключові слова

двигуни, процес силіціювання металів, процес борування металів, дифузний шар

Повний текст:

PDF

Посилання

1. Afanasievaб O.V. (2016). Materialoznavstvo ta konstruktsiini materialy [Materials science and construction materials]. Kharkiv: KhNURE [in Ukrainian].

2. Kytskai, L.I. (2020). Formuvannia bahatosharovoho pokryttia na niobii i tantali dlia zakhystu yikh vid okyslennia [Formation of a multilayer coating on niobium and tantalum to protect them from oxidation autoref]. Extended abstract of candidate's thesis. Kyiv [in Ukrainian].

3. Pohrebova, I.S. & Yantsevych, K.V. (2021). Vplyv vysokotemperaturnoho okyslennia na koroziinu stiikist khromosylitsiiovanoi stali 45 I. [The effect of high-temperature oxidation on the corrosion resistance of chromosilicized steel 45 I]. Visnyk KrNU imeni Mykhaila Ostrohradskoho – Bulletin of Mykhailo Ostrogradsky KrNU, Issue 6, 92-97 [in Ukrainian].

4. Buriak M. V. R. I. Rozum, O. P. Zakharchuk, P. B. Prohnii, P. V. Popovych, O. S. Shevchuk (2022) . Otsinka dovhovichnosti metalokonstruktsii avtotransportnykh zasobiv [Assessment of durability of metal structures of motor vehicles]. Visnyk mashynobuduvannia ta transportu : zb. nauk. st. – Bulletin of mechanical engineering and transport: coll. of science, Vol. (15), 11-16 [in Ukrainian].

5. Karakurkchi, H.V., Ved, M.V., Yermolenko, I.Iu. & Sakhnenko, M.D. (2017). Elektrolitychni pokryttia splavamy zaliza dlia zmitsnennia i zakhystu poverkhni [Electrolytic coatings with iron alloys to strengthen and protect the surface] . Kharkiv : FOP Panov A.N. [in Ukrainian].

6. Kovbashyn, V.I. & Bochar, I. (2022). Sklad sumishi dlia sylitsiiuvannia ta boruvannia vyrobiv iz karbidu kremniiu ta dysylitsydu molibdenu [The composition of the mixture for silicification and boronization of products made of silicon carbide and molybdenum disilicide] . Strengt1h and durability of modern materials and structures : Mizhnarodna naukovo-tekhnichna konferentsia (10-11 lystopada 2022 roku) – International science and technology conf. (pp. 18-20). T. : FOP Palianytsia V. A. [in Ukrainian].

7. Rozum, R.I., Buriak, M. V. & Zakharchuk, O.P. (2021). Innovative engines in the history of automobile building. Modern engineering and innovative technologies. Sergeieva&Co Karlsruhe (Germany). Issue 18. Part 2, P. 64 – 67 [in English].

Пристатейна бібліографія ГОСТ

  1. Афанасьєва О.В. Матеріалознавство та конструкційні матеріали: навч. посіб. Харків: ХНУРЕ, 2016. 188 с.
  2. Кицкай Л.І. Формування багатошарового покриття на ніобії і танталі для захисту їх від окислення : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.16.01 / Національний технічний університет україни “київський політехнічний інститут” . Київ, 2020. 16 с.
  3. Погребова І.С., Янцевич К.В. Вплив високотемпературного окислення на корозійну стійкість хромосиліційованої сталі 45 І. Вісник КрНУ імені Михайла Остроградського. 2021. Вип. 6. С. 92-97.
  4. Буряк М. В. Оцінка довговічності металоконструкцій автотранспортних засобів / М. В. Буряк та ін. Вісник машинобудування та транспорту: зб. наук. 2022. Том 15, №1. С. 11-16.
  5. Електролітичні покриття сплавами заліза для зміцнення і захисту поверхні: монографія / Г.В. Каракуркчі, М.В. Ведь, І.Ю. Єрмоленко, М.Д. Сахненко. Харків : ФОП Панов А.Н., 2017 . 200 с.
  6. Ковбашин В.І., Бочар І. Склад суміші для силіціювання та борування виробів із карбіду кремнію та дисиліциду молібдену . Міцність і довговічність сучасних матеріалів та конструкцій: матеріали Міжнар. наук.-техн. конф. (Тернопіль, 10-11 листопада 2022 р.) . Т. : ФОП Паляниця В. А., 2022. С. 18–20.
  7. Rozum R.I., Buriak M. V., Zakharchuk O. P. Innovative engines in the history of automobile building. Modern engineering and innovative technologies. Sergeieva&Co Karlsruhe (Germany) 2021. Issue 18. Part 2. P. 64 – 67.

Copyright (c) 2023 Ю.В. Дзядикевич, О.Б. Сван, О.П. Захарчук, П.В. Попович, Р.І. Розум, М.В. Буряк