Властивості покриттів Cr–Si–B–MgC2 в умовах підвищенних температур
Heat resistance, as well as friction and wear of composite coatings Cr–Si–B–MgC2 under conditions of elevated temperatures implemented in friction pairs, were investigated. The selection of the Cr–Si–B–MgC2 composition and its optimal composition for spraying wear-resistant coatings loaded with fric...
Gespeichert in:
| Datum: | 2022 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/571 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
Institution
System Research in Energy| id |
oai:www.systemre.org:article-571 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
System Research in Energy |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-07-06T11:58:02Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
захисні покриття поверхневий шар стійкість до окиснення зносостійкість жаростійкість |
| spellingShingle |
захисні покриття поверхневий шар стійкість до окиснення зносостійкість жаростійкість Shchepetov , Vitalii Kovtun , Svitlana Kharchenko , Serhii Властивості покриттів Cr–Si–B–MgC2 в умовах підвищенних температур |
| topic_facet |
protective coatings surface layer resistance to oxidation wear resistance heat resistance захисні покриття поверхневий шар стійкість до окиснення зносостійкість жаростійкість |
| format |
Article |
| author |
Shchepetov , Vitalii Kovtun , Svitlana Kharchenko , Serhii |
| author_facet |
Shchepetov , Vitalii Kovtun , Svitlana Kharchenko , Serhii |
| author_sort |
Shchepetov , Vitalii |
| title |
Властивості покриттів Cr–Si–B–MgC2 в умовах підвищенних температур |
| title_short |
Властивості покриттів Cr–Si–B–MgC2 в умовах підвищенних температур |
| title_full |
Властивості покриттів Cr–Si–B–MgC2 в умовах підвищенних температур |
| title_fullStr |
Властивості покриттів Cr–Si–B–MgC2 в умовах підвищенних температур |
| title_full_unstemmed |
Властивості покриттів Cr–Si–B–MgC2 в умовах підвищенних температур |
| title_sort |
властивості покриттів cr–si–b–mgc2 в умовах підвищенних температур |
| title_alt |
Coatings properties Cr-Si-B-MgC2 in high conditions temperatures |
| description |
Heat resistance, as well as friction and wear of composite coatings Cr–Si–B–MgC2 under conditions of elevated temperatures implemented in friction pairs, were investigated. The selection of the Cr–Si–B–MgC2 composition and its optimal composition for spraying wear-resistant coatings loaded with friction at high temperatures are substantiated. Indicated the main influence on the properties, structure, and stability of heterogeneous coatings is exerted by alloying elements at certain concentrations, as well as technological parameters of coating application. It has been established that silicon and boron contribute to the formation of complex-alloyed high-temperature formations with increased wear resistance. The microhardness of coatings correction is realized due to the silicon percentage content, while the mechanical properties of the material are increased by additional doping with boron and magnesium carbide. The parameters of sputtering of coatings are also important, on which the formation of a heat-resistant layer directly depends. It was experimentally established that the ratio of consumption of acetylene and oxygen ~20/25 l/min ensures the stability of technological parameters of sputtering, homogeneity of the chemical composition and constancy of coating properties. At a load of up to 5.0 MPa, a sliding speed of up to 1.2 m/s and a temperature of up to 700С, the coatings of the Cr–Si–B–MgC2 system show stable structural adaptability, which ensures the minimization of friction and wear parameters. Metallographic analysis and profilography of the samples indicate that there are no visible damages on the friction surfaces, and individual sticking points are localized in thin film surface layers. It was established that the dependence of the microhardness of the surface structures on the temperature is monotonic, but jumps are also observed if polymorphic transformations or transformations of metastable states into more stable and stable ones during heating and cooling occur. Microhardness indicators are uniform because particles of inclusions and impurities are dissolved in the oxide structures, which significantly affect the microhardness, and therefore, the properties of oxides of both simple and complex compositions. |
| publisher |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://systemre.org/index.php/journal/article/view/571 |
| work_keys_str_mv |
AT shchepetovvitalii coatingspropertiescrsibmgc2inhighconditionstemperatures AT kovtunsvitlana coatingspropertiescrsibmgc2inhighconditionstemperatures AT kharchenkoserhii coatingspropertiescrsibmgc2inhighconditionstemperatures AT shchepetovvitalii vlastivostípokrittívcrsibmgc2vumovahpídviŝennihtemperatur AT kovtunsvitlana vlastivostípokrittívcrsibmgc2vumovahpídviŝennihtemperatur AT kharchenkoserhii vlastivostípokrittívcrsibmgc2vumovahpídviŝennihtemperatur |
| first_indexed |
2025-09-24T17:33:40Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:33:40Z |
| _version_ |
1850410246017646592 |
| spelling |
oai:www.systemre.org:article-5712023-07-06T11:58:02Z Coatings properties Cr-Si-B-MgC2 in high conditions temperatures Властивості покриттів Cr–Si–B–MgC2 в умовах підвищенних температур Shchepetov , Vitalii Kovtun , Svitlana Kharchenko , Serhii protective coatings, surface layer, resistance to oxidation, wear resistance, heat resistance захисні покриття, поверхневий шар, стійкість до окиснення, зносостійкість, жаростійкість Heat resistance, as well as friction and wear of composite coatings Cr–Si–B–MgC2 under conditions of elevated temperatures implemented in friction pairs, were investigated. The selection of the Cr–Si–B–MgC2 composition and its optimal composition for spraying wear-resistant coatings loaded with friction at high temperatures are substantiated. Indicated the main influence on the properties, structure, and stability of heterogeneous coatings is exerted by alloying elements at certain concentrations, as well as technological parameters of coating application. It has been established that silicon and boron contribute to the formation of complex-alloyed high-temperature formations with increased wear resistance. The microhardness of coatings correction is realized due to the silicon percentage content, while the mechanical properties of the material are increased by additional doping with boron and magnesium carbide. The parameters of sputtering of coatings are also important, on which the formation of a heat-resistant layer directly depends. It was experimentally established that the ratio of consumption of acetylene and oxygen ~20/25 l/min ensures the stability of technological parameters of sputtering, homogeneity of the chemical composition and constancy of coating properties. At a load of up to 5.0 MPa, a sliding speed of up to 1.2 m/s and a temperature of up to 700С, the coatings of the Cr–Si–B–MgC2 system show stable structural adaptability, which ensures the minimization of friction and wear parameters. Metallographic analysis and profilography of the samples indicate that there are no visible damages on the friction surfaces, and individual sticking points are localized in thin film surface layers. It was established that the dependence of the microhardness of the surface structures on the temperature is monotonic, but jumps are also observed if polymorphic transformations or transformations of metastable states into more stable and stable ones during heating and cooling occur. Microhardness indicators are uniform because particles of inclusions and impurities are dissolved in the oxide structures, which significantly affect the microhardness, and therefore, the properties of oxides of both simple and complex compositions. Представлено результати дослідження жаростійкості, а також тертя і зносу композиційних покриттів Cr–Si–B–MgC2, реалізованих в парах тертя, за умов впливу підвищених температур. Обґрунтовано вибір композиції Cr–Si–B–MgC2 та її оптимальний склад для напилення зносостійких покриттів, навантажених тертям в умовах високих температур. Показано, що основний вплив на властивості, структуру та стабільність гетерогенних покриттів мають легуючі елементи за певних концентрацій, а також технологічні параметри нанесення покриттів. Встановлено, що утворенню складно-легованих високотемпературних утворень, які мають підвищений опір зносу сприяють кремній та бор. Корегування мікротвердості покриттів реалізується за рахунок відсоткового вмісту кремнію, при цьому механічні властивості матеріалу підвищуються шляхом додаткового легування бором та карбідом магнію. Важливим також є параметри напилення покриттів, від яких напряму залежить формування жарозносостійкого шару. Експериментально встановлено що співвідношення витрати ацетилену і кисню ~20/25 л/хв забезпечують стабільність технологічних параметрів напилення, однорідність хімічного складу та сталість властивостей покриттів. При навантаженні до 5,0 МПа, швидкості ковзання до 1,2 м/с і температурі до 700С покриття системи Cr–Si–B–MgC2 виявляють стійку структурну пристосованість, що забезпечує мінімізацію параметрів тертя і зношування. Металографічний аналіз і профілографування зразків свідчать про те, що на поверхнях тертя відсутні помітні пошкодження, а окремі точки схоплювання локалізуються в тонкоплівкових поверхневих шарах. Встановлено, що залежність мікровердості поверхневих структур від температури монотонна, проте спостерігається і стрибкоподібність, якщо відбуваються поліморфні перетворення або перетворення метастабільних станів на більш стабільні та стійкі при нагріванні та охолодженні. Показники мікротвердості рівномірні, тому що в оксидних структурах розчинені частинки вкраплень і домішок, які істотно впливають на мікротвердість, а отже, на властивості оксидів як простого, так і складного складів. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2022-10-19 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/571 10.15407/srenergy2022.01.046 System Research in Energy; No. 1 (70) (2022): System Research in Energy; 46-52 Системні дослідження в енергетиці; № 1 (70) (2022): Системні дослідження в енергетиці; 46-52 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/571/500 |