Мосіна Тетяна Вячеславівна. Отримання, структуроутворення та властивості композиційних матеріалів системи TiN-AlN для вузлів тертя з підвищеною зносостійкістю

Короткий опис

Мосіна Тетяна Вячеславівна. Отримання, структуроутворення та властивості композиційних матеріалів системи TiN-AlN для вузлів тертя з підвищеною зносостійкістю. : Дис... канд. наук: 05.16.06 2002
Мосина Т.В. Получение, структурообразование и свойства композиционных материалов системы TiN-AlN для узлов трения с повышенной износостойкостью. Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.16.06. Порошковая металлургия и композиционные материалы. Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, Киев, 2002.
Проведено комплексное экспериментальное исследование материалов системы TiN - AlN в области концентрации 10-90 об.% нитрида алюминия полученных методом горячего прессования.Установлено, что композиты TiN - AlN в области концентраций 25-75 % AlN обладают высокими физико-механическими свойствами. Значения прочности и трещиностойкости (SENB - метод определения ) достигают 750 МПа и 4,4 МПа.м1/2соответственно при уровне твердости 13-15 ГПа при нагрузке на индентер (2-500Н). Проведены исследования триботехнических свойств разработанных КМ при трении без смазки в паре с термообработанной сталью 65Г в интервале давлений 0,5-0,2 МПа и скоростей 4-16 м/с. При скорости 16 м/с и давлении 2,0 МПа коэффициент трения составляет 0,16-0,11, а линейный износ 6,0-5,7 мкм/км. Высокие значения триботехнических свойств разработанных КМ объясняются образованием в зоне контакта оксидных пленок выполняющих роль твердой смазки, уменьшающей потери на трение, что было подтверждено при исследовании окисленных образцов керамики в интервале температур 600-11000С. Изучена кинетика и механизм высокотемпературного окисления КМ TiN - AlN. В процессе окисления композитов образуются оксиды a- Al2О3и TiO2- рутил, при их дальнейшем взаимодействии образуется пленка Al2TiO5,являющаяся защитным барьером для диффузии кислорода. Изучена коррозионная стойкость композитов в растворе 3 % NaCl, имитирующем морскую воду. Композит с эквимолярным соотношением компонентов оказался наиболее коррозионно-стойким. При значительной анодной поляризации на его поверхности образуется двухфазная защитная пленка. Проведены исследования механизма формирования структуры и свойств покрытий в твердом сплаве ВК -8, получаемых при ЭИЛ материалам системы TiN - AlN без связки и с Ni-Cr связкой. Изучена структура покрытий. Показано преимущество Ni-Cr связки в материале электрода. Даны рекомендации по применению разработанных новых КМ системы TiN - AlN.
Ключевые слова: нитрид титана, нитрид алюминия, композит, структура, триботехнические свойства, высокотемпературное окисление, коррозионные свойства, покрытия.
Анотація.Мосіна Т.В. Отримання, структуроутворення та властивості композиційних матеріалів системи TiN - AlN для вузлів тертя з підвищеною зносостійкістю. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.06.-поршкова металургія та композиційні матеріали.-Інститут матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, Київ 2002.
Проведене комплексне експериментальне дослідження матеріалів системи TiN - AlN в області концентрації 10-90 об.% нітриду алюмінію. Композити TiN - AlN у області концентрації 25-75 % AlN мають високі фізико- механічні властивості. Значення міцності та тріщиностійкості досягають 750 МПа та 4,4 МПа.м1/2відповідно при рівні твердості 13-15 ГПа. Проведені дослідження триботехнічних властивостей розроблених КМ при терті без змазки у парі із термообробленою сталлю 65Г у інтервалі навантажень 0,5-2,0 МПа та швидкостей 4-16 м/с. При швидкості 16 м/с та навантаженні 2,0 МПа коефіцієнт тертя складає 0,16-0,11, а лінійний знос 6,0-5,7 мкм/км.. Вивчена кінетика та механізм високотемпературного окиснення КМ TiN - AlN до 15000С. В процесі окиснення композитів утворюються оксиди a- Al2О3і TiO2- рутил, при їх подальшій взаємодії утворюється плівка Al2TiO5,яка є захисним бар'єром для дифузії кисню. Вивчена корозійна стійкість композитів у розчині 3 % NaCl, що імітує морську воду. Композит із еквімолярним співвідношенням компонентів виявився більш корозійностійким. Проведені дослідження механізму формування структури та властивостей покрить на твердому сплаві ВК -8, отриманих при ЕІЛ матеріалами системи TiN - AlN без зв'язки та з Ni-Cr зв'язкою. Вивчена структура покрить. Показана перевага Ni-Cr зв'язки у матеріалі електроду. Видані рекомендації щодо використання розроблених нових КМ системи TiN - AlN.