Характеристики покриттів на залізі після електроіскрової обробки у середовищі вуглеводнів
Методами оптичної мікроскопії та рентгенофазового аналізу досліджено мікроструктуру, мікротвердість та фазовий склад покриттів, одержаних на технічному залізі після електроіскрового легування у середовищі вуглеводнів та на повітрі. Встановлено, що нанесення електроіскрового покриття хромом та титано...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31098 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Характеристики покриттів на залізі після електроіскрової обробки у середовищі вуглеводнів / К.М. Храновська, В.Ф. Мазанко, В.П. Бевз, В.О. Носовський // Доп. НАН України. — 2010. — № 12. — С. 86-89. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859684749217366016 |
|---|---|
| author | Храновська, К.М. Мазанко, В.Ф. Бевз, В.П. Носовський, В.О. |
| author_facet | Храновська, К.М. Мазанко, В.Ф. Бевз, В.П. Носовський, В.О. |
| citation_txt | Характеристики покриттів на залізі після електроіскрової обробки у середовищі вуглеводнів / К.М. Храновська, В.Ф. Мазанко, В.П. Бевз, В.О. Носовський // Доп. НАН України. — 2010. — № 12. — С. 86-89. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Методами оптичної мікроскопії та рентгенофазового аналізу досліджено мікроструктуру, мікротвердість та фазовий склад покриттів, одержаних на технічному залізі після електроіскрового легування у середовищі вуглеводнів та на повітрі. Встановлено, що нанесення електроіскрового покриття хромом та титаном більш ефективно проводити у гасі, а цирконієм — у пропан-бутані.
Microscopic structures, microhardness, and the phase composition of coats which are formed on technical iron after the electric spark alloying in the environment of carbohydrates and in air are investigated by methods of optical microscopy and X-ray analyses. It is established that the electric-spark plating by chromium and titanium is more efficient in kerosene, and that by zirconium — in the propane-butane medium.
|
| first_indexed | 2025-11-30T22:23:54Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 539.219.3
© 2010
К.М. Храновська, В. Ф. Мазанко, В.П. Бевз, В. О. Носовський
Характеристики покриттiв на залiзi пiсля
електроiскрової обробки у середовищi вуглеводнiв
(Представлено членом-кореспондентом НАН України Ю.М. Ковалем)
Методами оптичної мiкроскопiї та рентгенофазового аналiзу дослiджено мiкрострук-
туру, мiкротвердiсть та фазовий склад покриттiв, одержаних на технiчному залiзi
пiсля електроiскрового легування у середовищi вуглеводнiв та на повiтрi. Встановлено,
що нанесення електроiскрового покриття хромом та титаном бiльш ефективно про-
водити у гасi, а цирконiєм — у пропан-бутанi.
Основною задачею методу електроiскрового легування (ЕIЛ) на сьогоднi є побудова єдиної
фiзичної або математичної моделi процесу, основаної на парадигмi “умови експлуатацiї —
склад — структура — технологiя — властивостi”. Наявнiсть адекватної процесу моделi на-
дасть можливiсть свiдомо керувати параметрами електроiскрової обробки для отримання
поверхневих шарiв iз покращеним комплексом фiзико-механiчних характеристик, дозво-
лить одержувати покриття необхiдної товщини, твердостi та зносостiйкостi, що буде сприя-
ти збiльшенню строку служби деталей машин, механiзмiв та iнструменту [1].
Для побудови моделi процесу ЕIЛ необхiдне подальше систематичне дослiдження впли-
ву основних технологiчних параметрiв процесу, в тому числi складу мiжелектродного сере-
довища, на структуру та властивостi покриттiв.
Матерiали та методика експерименту. У роботi дослiджено вплив складу мiжеле-
ктродного середовища (середовища легування) на характеристики покриттiв, отриманих
при електроiскровому легуваннi технiчного залiза.
Процес ЕIЛ проводився на стандартнiй промисловiй установцi “ЕЛIТРОН-22” при таких
параметрах легування: робочий струм — 5 А, напруга — 50 В, енергiя одиничного iмпульсу —
1 Дж, а тривалiсть його — 200 мкс. Як аноди було використано тугоплавкi метали Ti, Cr
та Zr. Електроiскрову обробку здiйснювали у середовищi вуглеводнiв (гас, пропан-бутан),
для чого було застосовано спецiальнi контейнер i камеру [2, 3], та на повiтрi.
Рентгеноструктурний аналiз поверхнi оброблених зразкiв проводили в камерi РКД
у залiзному Kα випромiнюваннi. Рентгенограми розшифровували за допомогою картотеки
ASTM. Мiкротвердiсть травлених шлiфiв визначали на мiкротвердомiрi ПМТ-3 з наван-
таженням 50 г.
Результати та їх обговорення. З порiвняння наведених на рис. 1 кривих мiкротвер-
достi можна побачити таку закономiрнiсть: для всiх матерiалiв, використаних як аноди (Ti,
Cr, Zr), найбiльша мiкротвердiсть на поверхнi спостерiгається при нанесеннi покриття у га-
сi, найменша — на повiтрi. Даний факт можна пояснити таким чином. Вiдомо [4], що у гасi
мiститься бiльша кiлькiсть вуглецю (85–87,5% С), анiж у пропан-бутанi та повiтрi, через що
при легуваннi у гасi до приповерхневого шару залiза потрапляє бiльша кiлькiсть вуглецю,
нiж при обробцi у середовищi пропан-бутану та на повiтрi. Внаслiдок чого утворюється
86 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2010, №12
Рис. 1. Мiкротвердiсть поверхневої зони технiчного залiза пiсля електроiскрового легування титаном (а),
хромом (б ) та цирконiєм (в) у рiзних мiжелектродних середовищах: — пропан-бутан; — гас; — повiтря
бiльша кiлькiсть дрiбнодисперсних карбiдiв хрому, титану та цирконiю, що пiдтверджу-
ється результатами рентгенофазового аналiзу (див. табл. 1). Так, бачимо, що збiльшується
кiлькiсть карбiду хрому Cr3C2 при обробцi у гасi, порiвняно iз легуванням у пропан-бутанi;
збiльшується кiлькiсть карбiду титану TiC при ЕIЛ у гасi порiвняно iз обробкою у про-
пан-бутанi; збiльшується кiлькiсть карбiду цирконiю ZrC при ЕIЛ у гасi та зменшується
при обробцi на повiтрi порiвняно iз легуванням у пропан-бутанi.
Аналiз даних табл. 1 свiдчить, що найбiльшу товщину легованого шару отримуємо при
електроiскровiй обробцi залiза у гасi хромовим анодом, найменшу — цирконiєвим.
Було проведено розрахунок коефiцiєнтiв змiцнення легованої поверхнi залiза пiсля
електроiскрової обробки [5]:
Kзмiцн =
H
лш
µ
Hосн
µ
.
За результатами розрахунку (див. табл. 1) побудовано гiстограму коефiцiєнта змiцнення
технiчного залiза, з якої випливає, що найбiльше змiцнення отримуємо при нанесеннi по-
криття цирконiєвим анодом у середовищi пропан-бутану, найменше — хромовим на повiтрi
(рис. 2).
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2010, №12 87
Таблиця 1. Товщина легованого шару та фазовий склад поверхневої зони залiза залежно вiд матерiалу
аноду та складу мiжелектродного середовища (катод — Fe)
Матерiал
аноду
Товщина легованого шару,
мкм
Фазовий склад поверхневої
зони залiза
Мiжелектродне середовище — повiтря
Cr 10–50 FeCr, CrО3, Cr7C3
Ti 10–60 Fe2Ti, TiN
Zr 10–50 α-Zr, α-Fe, ZrN, ZrC
Мiжелектродне середовище — пропан-бутан
Cr 10–40 FeCr, CrО3, Cr3C2
Ti 10–60 Fe2Ti, α-Ti, TiС
Zr 10–60 α-Zr, ZrO2, ZrC
Мiжелектродне середовище — гас
Cr 10–60 FeCr, Cr, Cr3С2
Ti 10–90 Fe2Ti, α-Ti, Fe3C, TiС
Zr 10–30 α-Zr, α-Fe, FeO, ZrC
Рис. 2. Гiстограма залежностi коефiцiєнта змiцнення технiчного залiза вiд матерiалу легуючого електрода
та складу мiжелектродного середовища
Отже, склад мiжелектродного середовища iстотно впливає на характеристики покрит-
тiв, отриманих на технiчному залiзi при електроiскровому легуваннi. Одержанi нами ре-
зультати створюють передумови для побудови фiзичної моделi процесу електроiскрової
обробки.
1. Астапов И.А., Верхотуров А.Д. Моделирование процесса модифицирования поверхности твердых
сплавов методом ЭИЛ // Моделирование систем. – 2007. – № 2. – С. 20–29.
2. Патент 23145 Україна, U МПК (2006) В23Н 9/00. Спосiб поверхневої обробки деталей / В. Ф. Мазан-
ко, К.М. Храновська, О.Є. Погорєлов, Є.В. Iващенко. – Опубл. 10.05.2007 p. Бюл. Пром. власнiсть. –
2007. – № 6. – 4 с.
3. Патент 26227 Україна, U МПК (2006) В23Н 9/00, В23Н 5/00. Спосiб електроiскрового змiцнення
поверхонь деталей / В.Ф. Мазанко, К.М. Храновська, О.Є. Погорєлов, Є. В. Iващенко. – Опубл.
10.09.2007 p. Бюл. Пром. власнiсть. – 2007. – № 14. – 4 с.
4. Герцрикен Д.С., Тышкевич В.М. Тлеющий разряд и инертные газы в металлах. – Київ: ВД “Академ-
перiодика”, 2006. – 280 с.
88 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2010, №12
5. Верхотуров А.Д., Гордиенко Л.А., Коневцов П.А. Исследование поверхностных слоев вольфрамо-
содержащих твердых сплавов при электроискровом легировании алюминием // Вопр. материалове-
дения. – 2006. – № 3. – С. 52–62.
Надiйшло до редакцiї 16.04.2010Iнститут металофiзики iм. Г.В. Курдюмова
НАН України, Київ
K.M. Khranovskaya, V. F. Mazanko, V. P. Bevz, V. O. Nosovskiy
Characteristics of coats on iron after electric spark treatment in the
environment of carbohydrates
Microscopic structures, microhardness, and the phase composition of coats which are formed on
technical iron after the electric spark alloying in the environment of carbohydrates and in air are
investigated by methods of optical microscopy and X-ray analyses. It is established that the electric-
spark plating by chromium and titanium is more efficient in kerosene, and that by zirconium —
in the propane-butane medium.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2010, №12 89
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-31098 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-30T22:23:54Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Храновська, К.М. Мазанко, В.Ф. Бевз, В.П. Носовський, В.О. 2012-02-22T20:55:54Z 2012-02-22T20:55:54Z 2010 Характеристики покриттів на залізі після електроіскрової обробки у середовищі вуглеводнів / К.М. Храновська, В.Ф. Мазанко, В.П. Бевз, В.О. Носовський // Доп. НАН України. — 2010. — № 12. — С. 86-89. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31098 539.219.3 Методами оптичної мікроскопії та рентгенофазового аналізу досліджено мікроструктуру, мікротвердість та фазовий склад покриттів, одержаних на технічному залізі після електроіскрового легування у середовищі вуглеводнів та на повітрі. Встановлено, що нанесення електроіскрового покриття хромом та титаном більш ефективно проводити у гасі, а цирконієм — у пропан-бутані. Microscopic structures, microhardness, and the phase composition of coats which are formed on technical iron after the electric spark alloying in the environment of carbohydrates and in air are investigated by methods of optical microscopy and X-ray analyses. It is established that the electric-spark plating by chromium and titanium is more efficient in kerosene, and that by zirconium — in the propane-butane medium. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Матеріалознавство Характеристики покриттів на залізі після електроіскрової обробки у середовищі вуглеводнів Characteristics of coats on iron after electric spark treatment in the environment of carbohydrates Article published earlier |
| spellingShingle | Характеристики покриттів на залізі після електроіскрової обробки у середовищі вуглеводнів Храновська, К.М. Мазанко, В.Ф. Бевз, В.П. Носовський, В.О. Матеріалознавство |
| title | Характеристики покриттів на залізі після електроіскрової обробки у середовищі вуглеводнів |
| title_alt | Characteristics of coats on iron after electric spark treatment in the environment of carbohydrates |
| title_full | Характеристики покриттів на залізі після електроіскрової обробки у середовищі вуглеводнів |
| title_fullStr | Характеристики покриттів на залізі після електроіскрової обробки у середовищі вуглеводнів |
| title_full_unstemmed | Характеристики покриттів на залізі після електроіскрової обробки у середовищі вуглеводнів |
| title_short | Характеристики покриттів на залізі після електроіскрової обробки у середовищі вуглеводнів |
| title_sort | характеристики покриттів на залізі після електроіскрової обробки у середовищі вуглеводнів |
| topic | Матеріалознавство |
| topic_facet | Матеріалознавство |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31098 |
| work_keys_str_mv | AT hranovsʹkakm harakteristikipokrittívnazalízípíslâelektroískrovoíobrobkiuseredoviŝívuglevodnív AT mazankovf harakteristikipokrittívnazalízípíslâelektroískrovoíobrobkiuseredoviŝívuglevodnív AT bevzvp harakteristikipokrittívnazalízípíslâelektroískrovoíobrobkiuseredoviŝívuglevodnív AT nosovsʹkiivo harakteristikipokrittívnazalízípíslâelektroískrovoíobrobkiuseredoviŝívuglevodnív AT hranovsʹkakm characteristicsofcoatsonironafterelectricsparktreatmentintheenvironmentofcarbohydrates AT mazankovf characteristicsofcoatsonironafterelectricsparktreatmentintheenvironmentofcarbohydrates AT bevzvp characteristicsofcoatsonironafterelectricsparktreatmentintheenvironmentofcarbohydrates AT nosovsʹkiivo characteristicsofcoatsonironafterelectricsparktreatmentintheenvironmentofcarbohydrates |