Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. Випуск 7. Частина 1. - 2023
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. Випуск 7. Частина 1. - 2023 by Author "Dzyadykevych, Yu."
Now showing 1 - 2 of 2
Results Per Page
Sort Options
Item Використання боридних і силіцидних покриттів у ДВЗ: технологічний аспект(ЦНТУ, 2023) Дзядикевич, Ю. В.; Захарчук, О. П.; Попович, П. В.; Розум, Р. І.; Буряк, М. В.; Шевчук, В. В.; Dzyadykevych, Yu.; Zakharchuk, O.; Popovich, P.; Rozum, R.; Buryak, М.; Shevchuk, V.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. The main regularities of the process of forming on refractory metals the single-phase, multi-phase, multi-layer composite coatings with high heat resistance and durability are examined in the article. A study of boride coating on refractory metals was conducted, which showed that a single-phase coating is formed on metals that possesses good adhesion to the base. Based on the results of X-ray phase and micro-X-ray spectral methods of analysis, the formation of a monoboride phase on molybdenum and tungsten and a boride phase on niobium and tantalum was revealed. A study of the effect of temperature on the process of diffusion silicification of refractory metals was carried out, which showed that in the range of 950–1100 0С, a single-phase coating is formed, which consists of disilicides of МеSi2 metals. A further increase in the temperature of the saturation process was found to lead to a sharp increase in the thickness of the silicide layer. It was proved that an effective diffusion barrier is the boride phases of refractory metals, which ensure the stability of the diffusion part of the multicomponent coating. The boride phases were determined to be more stable than silicide phases in relation to the metal base. Due to the formation of silicoboride phases at the border of boride and silicide layers, high stability of the borosilicide coating is ensured. The presence of penetrating impurities in the metal matrix leads to poor protection of the oxide film of the diffusion coating and, as a result, to low durability. A mechanism for the transfer of penetrating impurities from the depth of the metal to the boundary of the powder medium is proposed. The obtained borosilicate-saturated metal technological parameters allow forming a diffusion coating with a fine-grained structure on refractory metals. To ensure high protective characteristics, the formation of the layered part of the coating should be further researched.Item Захист елементів двигунів транспортних засобів від окислення: технологічний аспект(ЦНТУ, 2023) Дзядикевич, Ю. В.; Сван, О. Б.; Захарчук, О. П.; Попович, П. В.; Розум, Р. І.; Буряк, М. В.; Dzyadykevych, Yu.; Swan, O.; Zakharchuk, О.; Popovich, P.; Rozum, R.; Buryak, M.Стаття присвячена проблемі захисту металевих конструкцій елементів двигунів транспортних засобів, а саме лопаток турбін, із тугоплавких металів і сплавів на їх основі від високотемпературного окислення. З метою забезпечення збільшення ресурсу роботи останніх були розроблені багатокомпонентні композиційні покриття на основі тугоплавких сполук, що володіють низькою швидкістю дифузної взаємодії. Розроблено методику і проведено низку досліджень щодо підвищення жаростійкості робочих лопаток турбін. Під час досліджень на робочих поверхнях було сформовано дифузійне боросиліцидне покриття на яке за допомогою шлікерного методу було нанесено шар із дисиліцида молібдена товщиною 120 мкм. Проведені дослідження показали, що при збільшенні товщини (понад 120 мкм) шару дисиліцидної суспензії спостерігалося її відрив від боросилікатної робочої поверхні лопаті турбіни. У зв’язку, з чим встановлено, що товщина шару MoSi2 не повинна перевищувати 120 мікрон. За результатами випробування боросиліційованих лопаток із нанесенням на них шару МоSi2 визначено, що із комбінованим покриттям лопатки турбін, при температурі 1600 0С, працюють протягом 450 годин, що в півтора рази перевищує ресурс роботи зразків тільки з боросиліцидним покриттям. Визначено, що шлікерний шар із МоSi2 підвищує ресурс роботи боросиліцидного покриття. Проведено металографічний аналіз зразків, який показав, що багатошарове шлікерне покриття є композицією на основі дисиліцида молібдена, армованою тугоплавкими оксидами. Проведений ренгенофазовий аналіз захисної поверхневого шару щлікерного покриття, котрий показав, що після високотемпературного опікання крім силіцидів молібдену містить низку таких оксидів: ZrSiO4, HfSiO4, YAlO3, Y4Al2O3. Встановлено, що органічні сполуки одно- і двокомпонентних добавок, котрі вводять у насичуючу суміш, забезпечують формування на тугоплавких металах боросиліцидного покриття з певним розміщенням боридних і силіцидних шарів і регульованої структури силіцидного шару. Отже у сукупності ці фактори сприяють підвищенню ресурсу роботи захисного дифузного покриття. Multi-component composite coatings based on refractory compounds with a low speed of diffuse interaction, are concerned in the article in order to increase the service life. A study was conducted to increase the heat resistance of working blades, in which a diffusion borosilicide coating was formed on their surface; on the surface of coating a layer of molybdenum disilicide with a thickness of 120 μm was applied using the slip method. Experiments showed that when the thickness (over 120 microns) of the layer of disilicide suspension was increased, its detachment from the borosilicate surface of the working blade was observed. It was found that the thickness of the MoSi2 layer should not exceed 120 microns. Based on the results of the test of borosilicinated blades with a layer of MoSi2, the combined coating at a temperature of 1,6000C works for 450 hours, which is one and a half times longer than the service life of samples with only a borosilicide coating. The slip layer made of MoSi2 is found to increase the service life of the borosilicide coating. A metallographic analysis of the samples was carried out, which proved that the multi-layered coating is a composition based on molybdenum disilicide, reinforced with refractory oxides. An X-ray phase analysis of the protective surface layer of the slip coating was carried out, which showed that after high-temperature treatment, in addition to molybdenum silicides, it contains a number of the following oxides: Zr SiO4, HfSiO4, YAlO3, Y4Al2 O 3. According to the study, organic compounds of one- and two-component additives, introduced into the saturating mixture, ensure the formation of a borosilicide coating on refractory metals with a certain arrangement of boride and silicide layers and an adjustable structure of the silicide layer. Therefore, in aggregate, these factors contribute to increasing the service life of the protective diffuse coating.