Композиционные покрытия сплавов

Эта сложность требований, предъявляемых к современным материалам, вообще делает невозможной использование традиционных металлических сплавов, совершенствование которых неспособно обеспечить принципиальное и резкое повышение эксплуатационных характеристик при высоких и низких температурах, в условиях сильных ударных, знакопеременных нагрузок, тепловых ударов, действия облучения, высоких скоростей. Отсюда основным направлением современного материаловедения является создание композиционных, сложных материалов, компоненты которых вносят в них те или иные требуемые свойства. Типичным примером являются композиционные жаропрочные сплавы, состоящие из достаточно пластичной основы (матрицы), упрочненной непластичными тугоплавкими составляющими в форме волокон, нитевидных кристаллов, тонких включений либо поверхностно упрочненной покрытиями. Практическое создание таких сложных материалов обычно невозможно традиционными методами сплавления с последую-, щим литьем и механической обработкой, так как входящие в их состав компоненты плохо совместимы, имеют не только разные температуры плавления, но и вообще различную природу. Это вызывает необходимость использования методов порошковой металлургии, заключающейся в смешении разнородных и разнотипных материалов в форме порошков, прессовании из смесей заготовок нужных форм и спекания этих заготовок для их упрочнения и формирования требуемой структуры. [c.77]

Методы PVD универсальны с точки зрения получения гаммы моно-слойных, многослойных и композиционных покрытий на основе нитридов, карбидов, карбонитридов, оксидов, боридов тугоплавких металлов IV-VI групп Периодической системы химических элементов и позволяют реализовывать процессы нанесения при температурах 500...600 °С, что обеспечивает возможность их применения для инструментальных сталей и твердых сплавов. [c.95]

В данной работе авторы преследовали цель систематизировать и обобщить имеющиеся в литературе данные, а также собственный опыт в области создания и исследования свойств покрытий на основе тугоплавких соединений и металлов. При этом под термином тугоплавкие понимались металлы, сплавы, соединения и композиционные материалы с температурой плавления, как правило, не ниже 1500° С. Исключение составляют боридные покрытия на сплавах железа, ряд интерметаллидных и композиционных покрытий, у которых температуры плавления ниже 1500° С, но они находят широкое практическое применение вследствие других ценных технологических свойств (твердости, износостойкости, коррозионной стойкости). [c.4]

В работе [337 ] подробно рассмотрены два типа композиционных покрытий с использованием 5п—А1 расплавов для защиты ниобия п его сплавов от окисления в статических и циклических [c.298]

Экспериментальные данные табл. 15 свидетельствуют о высокой устойчивости композиционных покрытий (Ti— r)N, (Zr/Hf— r)N и (Ti/Nb— r)N, которые значительно повышают стойкость образцов из твердых сплавов и быстрорежущих сталей против окисления на воздухе при повышенных температурах по сравнению с одинарными нитридами тугоплавких металлов. [c.71]

В качестве антифрикционных материалов — неметаллические материалы (графит, дисульфид молибдена), металлы и сплавы, не содержащие свинца (серебро и его сплавы, сплавы никеля и т. д.), композиционные покрытия с включениями неметаллических антифрикционных частиц на основе меди, никеля, железа, серебра и других матриц. [c.241]

При металлизации химическим способом неметаллы чаще всего покрывают серебром, медью, никелем, сплавами N1—Со, золотом, оловом, родием, иногда палладием, платиной, свинцом, реже алюминием, хромом. При химико-гальванической металлизации на электропроводный подслой наносят многослойные покрытия, состоящие из слоев матовой и блестящей меди, никеля, хрома, олова, цинка, иногда золота, серебра или композиционные покрытия. [c.512]

По данным [276], в сульфатный или фторборатный электролит вводили частицы фталоцианина меди в количестве 5— 200 г/л. Износ композиционных покрытий, полученных из этих электролитов, в 6—8 раз меньше износа покрытий медью и ее сплавами. В условиях вакуума КЭП стойки при 300—400 °С. [c.193]

Наличие в электролите АЬОз (50—150 г/л) приводило к осаждению композиционных покрытий. Однако мелкие частицы со временем укрупнялись и засоряли анодные мешки. Для систематического выделения сплава РЬ—АЬОз требовалось принятие дополнительных мер по стабилизации суспензии. [c.213]

Химическим путем также можно осаждать дисперсионные, или композиционные, покрытия, т. е. металлические покрытия с включенными твердыми частицами других материалов. Так, при никелировании или меднении в покрытия могут быть включены разнообразные инертные вещества — каолин, тальк, графит, алмазы, различные оксиды, карбиды, бориды [40]. Дисперсионные покрытия на основе N1-Р, содержащие до 20% карбидов бора или кремния, обладают высокой твердостью и износостойкостью, достигающей или превышающей износостойкость твердых хромовых покрытий. Введение в никелевые покрытия частиц фторопластов позволяет снизить коэффициент трения в 3—4 раза. Вводя в никелевые и медные покрытия металлические частицы (Сг, Мо, У, Т1), при последующей термообработке получают своего рода сплавы. [c.59]

Электроискровую обработку применяют для упрочнения поверхностного слоя металлов деталей машин, пресс-форм, режущего инструмента. Упрочнение состоит в том, что на поверхность изделий наносят тонкий слой какого-либо металла, сплава или композиционного материала. Подобные покрытия повышают твердость, износостойкость, жаростойкость, эрозионную стойкость и другие характеристики изделий. [c.403]

Другим возможным путем предотвращения взаимодействия является создание барьерных слоев, т. е. покрытий на волокна. В качестве такого барьерного покрытия, обладающего химической инертностью по отношению к никелевой матрице, было использовано покрытие толщиной 5—6 мкм из нитрида титана, которое наносилось на вольфрамовые волокна путем восстановления тетрахлорида титана водородом в присутствии азота [7 ]. Эффективность покрытия нитридом титана вольфрамовых волокон проверяли на образцах композиционного материала, состоящего из матричного никелевого сплава, армированного вольфрамовыми волокнами с тонким слоем покрытия нитридом титана. После отжига образцов при температурах 1100—1200° С с выдержкой 1, 10 и 100 ч из композиций вытравливалась вольфрамовая проволока путем растворения матрицы. Предел прочности извлеченных волокон с покрытиями оказался выше предела прочности таких же волокон без покрытия. Это объясняется тем, что волокна без покрытия при изготовлении композиций, растворяясь в матрице при нагреве, уменьшают эффективный диаметр. Кроме того, покрытия залечивают некоторые поверхностные дефекты волокон. [c.31]

В результате многочисленных исследований/были созданы устойчивые барьерные покрытия на борном волокне, совместимые с алюминием и его сплавами. Покрытия Si толщиной 6-—8 мкм обеспечивают защиту борного волокна от взаимодействия с жидким и твердым алюминием. Еще большей стабильностью в расплаве алюминия обладают покрытия из нитрида бора BN. Борные волокна с покрытием BN можно заливать при температурах до 800° С, и после нескольких минут контакта с расплавом не происходит их разупрочнения. Однако композиционный материал А1—B/BN имеет низкую сдвиговую и поперечную прочность в силу слабой связи между компонентами. [c.71]

Никелирование углеродных волокон. Химическое никелирование углеродных волокон используют в одних случаях для получения собственно матричного материала, в других—для получения тонких технологических покрытий. В первом случае композиционный материал получают в процессе компактирования волокон с покрытием, например методом горячего прессования, во втором случае — в процессе пропитки покрытых волокон жидким металлом (например, алюминиевым сплавом). [c.185]

Второй способ покрытие готовых деталей защитным слоем однако применительно к композиционным материалам он имеет свои особенности. Наиболее опасными в коррозионном отношении являются поверхности с выходом на них волокон, поэтому, например, для листового боралюминия достаточно защитить лишь края, поверхность же листа может быть защищена или пассивирована обычными для алюминиевого сплава методами. [c.227]

Преимуществом КПП перед покрытием из сплава АК-4 является более высокое (в 3—6 раз) критическое нормальное давление при трении и более низкая (в 60 раз) скорость износа по сравнению с разупрочненным АК-4. Стендовые испытания показали хорошую работоспособность и высокие противоударные свойства поршней, покрытых композиционным покрытием, хотя при сравнении с упрочненным сплавом АК-4 скорость износа КПП в 2,5 раза выше. [c.248]

В морских атмосферах скорость коррозии кобальта очень мала. На обоих испытательных стендах в Кюр-Бич (25 и 250 м от океана) коррозия происходила со скоростью от 2,5 до 5,1 мкм/год [46]. Электроосажден-ное кобальтовое покрытие может разрушаться быстрее, чем никелевое. Наличие продуктов коррозии кобальта придает поверхности красноватый оттенок. Сравнение свойств композиционных покрытий на стали, полученных электроосаждением хрома на нижний слой из кобальта, кобальтоникелевого сплава или никеля, показало, что во всех случаях достигается примерно одинаковая защита стали в морских атмосферах [47]. В целом кобальт можно отнести к металлам, стойким в морской атмосфере. Небольшая местная коррозия, как и в случае никеля, может происходить в результате образования коррозионных пар под солевыми и другими отложениями на поверхности. [c.91]

Для нанесения антифрикционных и при-работочных покрытий используют свинец и его сплавы, медно-оловянные и медно-цинковые сплавы, благородные металлы и их сплавы, редкие металлы (индий и его сплавы, галлий), фосфатированные, а также композиционные покрытия и никелевые сплавы. Условия нанесения их гальваническими методами приводятся в табл. 2-8. [c.590]

Одно из весьма распространенных защитных покрытий для тугоплавких металлов и сплавов, прежде всего на основе ниобия и тантала — покрытие, наносимое из расплавов 8п—А1, содержащих от 5 до 50% (по массе) А1. В зависимости от состава сплава и материала основы выбирают временный и температурный режим обработки. Обзор способов повыщения жаростойкости тугоплавких металлов (ЫЬ, Та, Мо н и ) и их сплавов с помощью 5п—А1 покрытий сделан в работе [336]. Основную защитную функцию выполняет алюминидное покрытие, а олово, по мнению автора работы [336], играет роль мягкого напряженного барьера между окислом, образующимся на поверхности, и интерметаллндом, облегчая доставку алюминия к местам повреждения покрытия и обеспечивая тем самым быстрое залечивание этих повреждений. Именно в способности самозалечивания и состоит одно из основных преимуществ 5п—А1 покрытий перед другими. Свойства покрытий улучщают легированием сплава такими элементами, как Т1, Сг, Мо, 51. В этом случае обычно образуются композиционные покрытия на основе силицидов и алюминидов. [c.298]

Возможность широкого варьирования температурой в зонах нанесения покрытий позволяет использовать вакуумно-плазменные методы в качестве универсальных методов для нанесения покрытий на инструменты из твердых сплавов и быстрорежущей стали. Вакуумно-плазменные методы универсальны и с точки зрения возможности получения широкой гаммы монослойных, многослойных и композиционных покрытий на базе нитридных, карбидных, кар-бонитридных, оксидных, боридных соединений тугоплавких металлов IV—VI групп Периодической системы элементов. [c.13]

На основе предварительной аттестации композиционных покрытий по кинетической силе трения Fk можно отметить, что для конструкционных сталей максимальное снижение склонности к схватыванию для быстрорежущих сталей и твердых сплавов обеспечивают композиционные покрытия Ti —AI2O3 ГТ, Ti —Ti N—TiN ГТ, (Zr/Hf— r)N КИБ, (Nb—Zr)N КИБ. Для жаропрочных сплавов на железохромоникелевой основе наилучшие результаты обеспечивают композиционные покрытия (Nb—Zr)N КИБ, (Ti/Nb— r)N КИБ, для титановых сплавов — покрытия (Nb—Zr)N КИБ и (Zr/Hf— r)N КИБ. [c.65]

Анализ данных, приведенных в табл. 15, свидетельствует о сильном влиянии покрытий на окисляемость инструментальных материалов. Особенно заметно покрытия снижают окисляемость твердых сплавов группы ВК при температурах от 600 до 1200°С и твердых сплавов ТК и ТТК при температурах от 900 до 1200 °С. В наибольшей степени стабилизируют термодинамическую устойчивость твердых сплавов покрытия на основе карбида титана и композиционные покрытия Ti —Ti N—TiN, Ti —АЬОз, Ti —AI2O3—TiN (метод ГТ) и (Ti— r)N, (Hf/Zr— r)N, (Ti/Nb— r) N (метод КИБ). Например, покрытия с содержанием соединения АЬОз в качестве наружного или барьерного слоев позволяют значительно увеличить температуру начала окисления твердого сплава. Так, для сплава ТТ10К8Б композиционные покрытия Ti —АЬОз и Ti —АЬОз—TiN увеличивают температуру начала окисления [c.66]

На рис. 3 и 32 приведены данные исследования кинетики окисления при непрерывном и дискретном нагревах образцов твердого сплава ВКб с различными вариантами покрытий. Эти данные свидетельствуют о значительно меньшей интенсивности окисления твердых сплавов ВКб с композиционными покрытиями КИБ по сравнению с одинарными монослойными нитридными покрытиями, а также о преимуществах карбидотитановых покрытий ГТ по сравнению с нитридотитановыми покрытиями КИБ. [c.71]

Валеева А. М., Сайфуллин Р. С., Яминова Г. Г. Исследование процесса нанесения композиционных покрытий с матрицей из сплава никель — фосфор и кобальт — фосфор, выделенных электрохимическим и химическим восстановлением. Рукопись деп. в отд. НИИТЭХИМ (Черкассы),. [c.293]

Определено, что проблема сохранения эксплуатационных характеристик лопаток из сплава ЭИ 893Л наиболее эффективно может быть решена за счет формирования на их поверхности защитных термо- и коррозионно-стойких покрытий. Для повышения ресурса лопаток из сплава ЭИ 893Л выбраны два вида защитных композиционных покрытий [c.42]

Изложены основы получения конденсированных в вакууме композиционных фольг (пленок) материалов в виде металлов и сплавов с высокими механическими сЬойствами. Рассмотрены структура, механические свойства, особенности деформации и разрушения металлических фолы. Описана методика исследования комплекса механических свойств объектов толщиной 1—100 мкм. Показана возможность применения высокопрочных пленочных материалов в качестве защитных покрытий для повышения износостойкости и усталостной прочности металлических изделий. [c.52]

Защита лопаток судовых ГТД от высокотемпературной коррозии связана с решением задачи разработки композиционного материала, отличающегося физпко-хи.лшческой устойчивостью в течение планируемого срока службы. Под физигго-химической устойчивостью понимается отсутствие в материале структурно-морфологических перерождений во времени, связанных с реакциями между газом п твердой фазой, между покрытием и защищаемым сплавом, с фазовыми превращения.ми, коагуляцией и рекристаллизацией. [c.183]

Два главных показателя конструктивной прочности — предел текучести, или сопротивление пластическому деформированию,, и вязкость разрушения, или трещиностойкость,— неоднозначно изменяются при различных упрочняющих обработках (механических,, термических, термомеханических) или варьировании химического состава сплава. Создание различных структурных препятствий движущимся дислокациям или увеличение легированности сплава повышают предел текучести, но одновременно снижают трещиностойкость. Иными словами, увеличение прочности, твердости и износостойкости металла сопровождается повышением вероятности хрупкого разрушения. Частичное преодоление этого противоречия возможно при конструировании композиционного материала (детали), сочетающего прочную, износостойкую, твердую поверхность нанесенного покрытия с пластичной, вязкой, трещиностойкой основой. [c.3]

Титан — борное волокно. По сравнению с алюминиевыми и магниевыми материалами изготовление композиционных материалов на основе титана и его сплавов требует применения довольно высоких технологических температур, достигающих 800—1000° С. При этих температурах борное волокно без защитного покрытия активно взаимодействует с титановой матрицей с образованием боридов титана. Само же волокно в результате взаимодействия сильно разупрочняется. В связи с этим борные волокна без покрытий практически не применяют для упрочнения титановых композицрюнных материалов. Для этих целей применяют волокно борсик. Следует отметить, что из-за весьма высокого уровня прочности современных титановых сплавов, достигающего более 140 кгс/мм , и сравнительно малой плотности, равной 4,5 г/см- эффект от упрочнения их борными волокнами не очень велик и более существенным является повышение путем армирования жесткости титановых сплавов. [c.140]

Более перспективным методом получения алюминиевых композиционных материалов, упрочненных углеродными волокнами, является, очевидно, предварительная металлизация тем или иным способом углеродных волокон (никелирование, меднение, серебрение) и последующая пропитка покрытых волокон алюминиевым сплавом. Пропитка может осуществляться либо методом вакуумного всасывания, либо автоклавным методом, либо прессованием в слоях между фольгой из алюминиевого сплава при температуре образования жидкого расплава. Последний из перечисленных методов описан Линьоном [169]. Волокна типа графил предварительно покрывались слоем меди, содержащим 4% кобальта. Толщина покрытия составляла от 0,5 до 1,0 мкм, температура горячего прессования —600° С. Прочность на растяжение образцов, содержащих 30 об. % волокон, составила 50 кгс/мм . [c.181]

Положительные результаты стендовых испытаний позволили в 1974—1975 гг. приступить к летным испытаниям турбовентиляторного двигателя, лопатки третьей ступени которого были полностью выполнены из боралюминия. Летные испытания проводились на самолете F-111B. Программа испытаний включала полеты самолета с двумя двигателями, оснащенными лопатками из композиционного материала. Лопатки были изготовлены из алюминиевого сплава 6061, армированного волокнами борсик. Замковая часть лопаток в виде ласточкина хвоста изготовлена из титана. Передняя кромка лопатки имела никель-кобальтовое покрытие, осажденное электрохимическим способом на готовую лопатку, предназначенное для защиты от повреждения посторонними предметами. Лопатки из композиционного материала на 40% легче вентиляторных лопаток, изготовленных из титана. Расчеты показывают, что применение этих лопаток позволит снизить массу двигателей на 15—20% [177]. [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...