Використання боридних і силіцидних покриттів у ДВЗ: технологічний аспект
Loading...
Files
Date
2023
Authors
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.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ЦНТУ
Abstract
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.
Description
Keywords
двигуни, процес силіціювання металів, процес борування металів, дифузний шар, engines, metal silicification process, metal boronization process, diffuse layer
Citation
Використання боридних і силіцидних покриттів у ДВЗ: технологічний аспект / Ю. В. Дзядикевич, О. П. Захарчук, П. В. Попович [та ін.] // Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки : зб. наук. пр. - Кропивницький : ЦНТУ, 2023. - Вип. 7(38). - Ч. 1. - С. 151-159.