Введение к работе
Актуальность проблемы. Развитие технологий самораспространяющегося высокотемпературного синтеза предполагает максимальное использование технологических возможностей управления свойствами получаемых материалов, во многом определяющее промышленный потенциал этого уникального процесса. Для СВС-технологий наиболее доступным и простым в реализации средством управления структурой, а следовательно, и свойствами материалов является легирование. Таким образом, изучение физических основ управления свойствами материалов легированием в процессе синтеза имеет большое значение на этапе внедрения СВС-технологий в промышленное производство.
Очевидно, что изучение управления структурой СВС-сплавов путем легирования целесообразно начать с тех типов материалов,'синтез которых ведется в рамках простой технологической схемы операции горения, в частности при отсутствии дополнительных силовых и иных воздействий на реакционную среду. Создание на основе легирования базовых технологий СВ-синтеза позволят накопить необходимый опыт организации технологических процессов высокого уровня на основе результатов фундаментальных исследований макрокинетгасн и механизма взаимодействия реакционных систем, специфических путей и средств оптимизации свойств продуктов и параметров базовых переделов .
Одним из типов изделий, получение которых СВ-синтезом целесообразно как с точки зрения их технического уровня, так и из экономических соображений, являются дисперсные материалы, прежде всего, предназначенные для нанесения защитных покрытий различного эксплуатационного назначения.
Интерес к развитию технологии нанесения покрытий определяется общей тенденцией машиностроения и других отраслей промышленности к снижению себестоимости продукции за счет уменьшения ресурсоемкое.
При всем многообразии используемых в настоящее время материалов для термических покрытий значительная доля потребления приходится на никелевые сплавы ннтерметаллидного класса - алюминиды никеля и композиции на основе системы никель-хром, т.е. материалы, получение которых СВ-синтезом не только возможно, но и успешно реализовано на примере базовых образцов бинарных
СИСТеМ. , ;*.
Комплексное решение приведенных проблем, встающих при проведении промышленной адаптации СВ-синтеза дисперсных материалов, определило цель настоящей работы.
Цель работы состояла в исследовании управления структурой и свойствами
интерметаллидов системы никель-алюминий При получении их методом СВС
путем легированеня, поиске набора' легирующих элементов, обеспечивающих
оптимизацию параметров материалов.'.применительно к различным условиям
эксплуатации. ... (
Научная новизна ,.. .„„
-
Впервые создан экспериментальный комплекс оборудования, позволяющий исследовать влияние легирования дисперсных материалов для напыления защитных покрытий, получаемых методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.
-
Определены механизмы влияния легирующих элементов на структуру и фазовый состав материала на различных стадиях технологического передела, что
позволяет прогнозировать структуру материала в зависимости от содержания легирующего элемента.
3. Установлены два варианта наследственности структуры, фазового состава и
микроморфолоґйи фаз покрытий по отношению к соответствующим параметрам
первичного- продукта-1 СВ-синтеза и дисперсного материала, получаемого
механической дезинтеграцией указанного продукта.
4. Установлены: 'кинетические 'Закономерности и механизм высоко
температурного окисления покрытий 'системы Ni-Al-легирующий элемент и
степень влияния легирования на1 жаростойкость покрытий.
5.' Выявлен 'уровень основных эффективных свойств покрытий, подтверждающий высокую эксплуатационную пригодность разработанной группы синтезированных дисперсных материалов для изготовления защитных покрытий. ' '
Практическая ценность1 работы состоит в разработке путей управления
структурой^й свойствами дисперсных СВС-материалов, создании семейства
дисперсных материалов ї системе никель-алюминий-легирующий элемент для.-'
газотермического напыления защитных покрытий с контролируемым уровнем;
эффективных свойств. ' '
Основи;.'с защищаемые положения
1. Состав и принципы организации экспериментального комплекса
оборудования для исследования влияния легирования на состав и свойства
дисперсных СВС-материалов.
-
Типы наследственности структурных характеристик синтезированного материала на всех этапах технологического передела до получения готового покрытия.
-
Нелинейная зависимость свойств покрытий от содержания легирующих элементов для СВС-материалов, содержащих эвтектику в структуре, с образованием экстремумов при концентрации легирующего элемента соответствующей локализации тройной эвтектики.
4. Формально-кинетический анализ процессов термоокислительной деструкции
материалов системы никель-алюмнннй-легирующнй элемент, особенности
влияния легирующих элементов на термоокислительные свойства материала.
5. Управление свойствами покрытий на начальном этапе изготовления
дисперного материала методом СВС путем расширения реакционной смеси
легирующим элементом.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на Международной научно-технической конференции "Проблемы промышленных СВС-технологий" (Барнаул, 1994), Российской научно -технической конференции "Новые материалы и технологии" (Москва, 1994), 3 Международном симпозиуме по СВС (Вухан, Китай, 1995), Всероссийской научно-технической конференции "Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных сред" (Барнаул, 1996), Всероссийской научно-технической конференции "Создание защитных и упрочняющих покрытий с использованием концентрированных потоков энергии" (Барнаул, 1996).
Публикации по теме диссертации. По материалам исследований имеется 11 публикаций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Объем диссертации: 143 страницы основного текста, 63 рисунка, 8 таблиц. Список литературы содержит 106 наименований.
Похожие диссертации на Физические основы управления свойствами материалов легированием в процессе СВ-синтеза
