ХАРАКТЕР РОЗСІЮВАННЯ ЕНЕРГІЇ ПРУЖНИХ КОЛИВАНЬ ПРИ ДОСЛІДЖЕННЯХ ВНУТРІШНЬОГО ТЕРТЯ ПЛАЗМОВИХ БАГАТОФАЗОВИХ ПОКРИТТІВ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ЇХНЬОЇ МІКРОСТРУКТУРИ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.4.7

Ключові слова:

плазмове напилення, багатофазне покриття, внутрішнє тертя, розсіювання енергії, демпфування, наноскладові, аеросили

Анотація

Досліджено загасання пружніх коливань в матеріалах з покриттями складної мікроструктури з наноскладовими у вигляді аеросилів. Для досліджень в якості основи були обрані прості і високолеговані сталі, а також армко-залізо, а для покриттів використовувалися одно- і багатокомпонентні порошки. Досліджувалися також покриття у вигляді композиційних систем на основі нанопорошків діоксиду кремнію SiO2 (аеросил), алюмоаеросилу та титанаеросилу (Al2O3∙SiO2, TiO2∙SiO2), позначені, як AlaL і TiaL, відповідно. Ці високодисперсні оксиди (наноматеріали) отримані методом пірогенного синтезу. Також була задіяна суміш, яка містила порошки Al2O3 та∙SiO2, компоненти яких були плаковані іонно-плазмовим способом мікрочастинками титану Ti та алюмінію Al – (Al2O3/Ti), (SiO2/Al). Аналіз властивостей системи покриття-основа проводиться на основі розрахунку параметрів дислокаційної структури, оцінки амплітудних залежностей внутрішнього тертя (АЗВТ), що дає можливість визначення механізмів впливу покриття на процеси руйнування та деформування і умови впливу покриттів на процеси зміцнення або розміцнення основного матеріалу. Визначено мікроструктурні параметри – амплітуда мікропластичної деформації (γ″кр ), параметри дислокаційної структури покриття та поверхневих шарів основи (с1, с2), що дозволяють оцінити роль покриття у процесах руйнування КМ. Збільшення здатності матеріалів до розсіювання запасеної пружної енергії після нанесення плазмових покриттів відбувається переважно для матеріалів з тими покриттями, структура яких має велику протяжність міжфазних границь. Це показано на прикладі багатокомпонентних покриттів, що містять наноскладові у вигляді нанопорошків. Нанесення покриття вносить принципіальні зміни в дефектну структуру як в поверхневих шарах матеріалу, прилеглих до зони контакту, так і глибинних шарів в об’ємі основного матеріалу.

Посилання

Копылов В.И., Смирнов И.В., Селиверстов И.А. Формирование и свойства плазменных многофазных покрытий с наноразмерными составляющими. Монография. В ред. Киев: «Наукова думка», 2019. 480 с.

Kopylov, V. I. Effect of multiphase structure of plasma coatings on their elastic and strength properties. Eastern-Eurohean Journal of Enterprise Technologies. 2016. 5/5 (83). P. 49–57.

Смирнов И.В., Копылов В.И., Черный А.В. Влияние нанодисперсных инеградиентов на свойства плазменных покрытий. МФиНТ., т. 42, в. 6, 2020, С. 797–814.

Morks M. F., Tsunekawa Y., Okumiya M., Shoeib M. A. Splat Microstructure of Plasma Sprayed Cast Iron With Different Chamber Pressures. Journal of Thermal Spray Technology. June 2003. volume 12(2). P. 282–289.

Копылов В.И., Смирнов И.В., Рыбаков С.В. Влияние состава и микроструктуры керамических оксидных покрытий на физико-механические свойства композиционных материалов. Проблемы техники. 2005. № 2. С. 3–19.

Антоненко Д.А. Копылов В.И. Трещиностойкость композитных материалов с нанокерамическими составляющими. Вісник Донбаської державної машинобудівної академії. 2012. № 3(28). С. 24–30.

Копилов В.І., Смирнов І.В. Вплив параметрів частинок і мікрорельєфу поверхні на формування фізичної площі контакту при газотермічному напиленні. Вестник НТУУ «КПИ».Машиностроение. 2008, 53. С. 5–16.

Олійнич-Лисюк А.В. Внутрішнє тертя і структура твердого тіла: Навчальний посібник. Чернівці: Рута, 2006. 117 с.

M.S. Blanter, H. Neuhauser, H. R. Sinninig and I. S. Golovin. Internal Friction in Metallic Materials. NY: Springer Verlag. 2007. 539 p.

Копылов, В. И. Рево С.Л., Смирнов И.В., Иваненко Е.А., Лозовый Ф.В., Антоненко Д.А. Влияние плазменных покрытий из порошков с наноразмерными составляющими на внутреннее трение железа. Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. Збірник наукових праць. 2010. Том. 8. Випуск 1. С. 209–215.

Копылов, В.И., Антоненко Д.А. Физико-механические характеристики и внутреннее трение материалов с многофазными плазменными покрытиями. Проблемы техники. 2014. № 2. С. 72–89.

Порошок для плазмового нанесення покриттів: пат. 69338 Украина, МПК С23С4/10.№ 2011 12209; заявл. 18.10.2011; опубл. 25.04.2012 бюл. № 8.

Спосіб отримання металізованого керамічного порошку: пат. 44494 України, МПК (2009) С23С 4/04. № 44494; заявл. 30.03.09; опубл. 12.10.09, Бюл. № 19.

Сєліверстов І.А. Вплив параметрів процесу вакуумно-дугової металізації на якість порошкового матеріалу. Вісник ХНТУ. 2008. № 3(32). С. 142–148.

Копилов В.І., Смирнов І.В., Сєліверстов І.А. Процеси іонно-плазмового плакування порошків для газотермічних покриттів. Наукові вісті НТУУ «КПІ». 2009. № 3(65). С. 11–20.

Мовчан Б. А. Механические размерные эффекты двухфазных неорганических материалов. Автоматическая сварка. 2008. № 11. С. 166–170.

Копилов В.І., Смирнов І.В., Антоненко Д.О. Адгезійні властивості і міцність зчеплення газотермічних покриттів. Наукові вісті НТУУ «КПІ». 2010. № 1. С. 93–103.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-30