Високотемпературне окиснення порошкових матеріалів системи (Ti, Cr)C–Ni

      
Р.Є.Костюнік 2,
  

1 Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України , вул. Омеляна Пріцака, 3, Київ, 03142, Україна
2 Національний Авіаційний Університет, пр. Любомира Гузара 1, Київ, 03058, Україна
v.konoval@ipms.kyiv.ua

Порошкова металургія - Київ: ІПМ ім.І.М.Францевича НАН України, 2024, #09/10
http://www.materials.kiev.ua/article/3778

Анотація

Проведено високотемпературне окиснення на повітрі порошку карбіду титану-хрому, плакованого нікелем, при температурах 600–1000 °C. Досліджено вплив вмісту нікелю (17, 25, 33% (мас.)) на жаростійкість порошків та механізми їх окиснення. Також виконано плазмове розпилення порошку (Ti, Cr)C–Ni у воду для вивчення процесів окиснення порошків під час напилення. Встановлено, що при збільшенні температури інтенсивність окиснення зразків зростає, причому при досягненні 800 °C значно підвищується швидкість окиснення. Плаковані частинки порошків (Ti, Cr)C–Ni, в яких з навколишнім середовищем контактує шар нікелю, мають вищий приріст маси при окисненні порівняно з неплакованим (Ti, Cr)C. Плакування нікелем дозволяє (залежно від температури) унеможливити або уповільнити процес окиснення частинок (Ti, Cr)C. Зі збільшенням вмісту Ni в порошку зростає товщина і суцільність плакованого шару, відповідно і стійкість до окиснення. Дослідження мікроструктури та складу окиснених порошків показало, що на їх поверхні формуються багатошарові оксидні плівки на основі Ni (NiO) та Ti (TiO2, TiхCryOz). Ці плівки уповільнюють дифузію кисню вглиб частинки, але не зупиняють її повністю. При 600–700 °C і витримці 1 год плаковане нікелем покриття частково окиснюється з формуванням на поверхні оксидної плівки NiO, але не руйнується і зберігає суцільність. Більш суттєве пошкодження плакованого шару та порушення його суцільності спостерігається при 800 °C. При 900–1000 °C плакований шар Ni інтенсивно окиснюється та повністю руйнується. Також відбувається значне окиснення частинки (Ti, Cr)C, внаслідок чого формується багатошарова оксидна плівка на основі Ti і  Cr (TiхCryOz), яка переважно є поруватою і не перешкоджає дифузії кисню вглиб частинки. При плазмовому розпиленні порошку у воду частинки практично не окиснюються, зберігаючи близькі до початкових мікроструктуру та хімічний склад.


ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНЕ ОКИСНЕННЯ НА ПОВІТРІ, ЖАРОСТІЙКІСТЬ, КАРБІД ТИТАНУ-ХРОМУ, НІКЕЛЬ, ПЛАКОВАНІ ПОРОШКИ