Анотація до роботи:

Джамаль Ібрагім Мансур. Формування триботехнічних характеристик евтектичних покриттів з використанням їхніх метастабільних станів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.02.04 – тертя та зношування в машинах. – Національний авіаційний університет, Київ, 2008.

Дисертаційну роботу присвячено підвищенню зносостійкості деталей вузлів тертя шляхом керування формуванням властивостей евтектичних покриттів з нестабільною структурою. Основна ідея роботи – реалізація можливостей керування експлуатаційними властивостями евтектичних покриттів, отриманих у нерівноважних умовах.

Досліджено структуру і фазовий склад плазмових, електроіскрових та іонно-плазмових евтектичних покриттів. Установлено закономірності їх утворення залежно від умов нанесення покриттів.

Показано, що в плазмових та електроіскрових покриттях завдяки розвитку дифузійних процесів при відпалі та термоциклюванні спостерігаються фазові перетворення, що супроводжуються наближенням структури і фазового складу до положення термодинамічної рівноваги. Це дає змогу підбирати такі параметри термообробки евтектичних покриттів, коли в заданих реальних умовах тертя зношення пари тертя буде мінімальне.

За ступенем підвищення зносостійкості досліджені евтектичні покриття розміщуються в такій послідовності: плазмові електроіскрові плазмові відпалені електроіскрові відпалені іонно-плазмові. У такий самий ряд можна розмістити покриття за зростанням ступеня відхилення від рівноважного стану і дисперсності структури, а методи їх нанесення – за підвищенням питомої потужності процесів.

1. Ініційоване тертям перетворення у твердому розчині на основі заліза і поява двофазної структури приводять до збільшення зносостійкості. Як один зі шляхів подальшого підвищення зносостійкості можна запропонувати ефективне зміцнення сталі за рахунок уведення евтектичних кристалів фаз проникнення, що мають високі твердість, міцність і зносостійкість.

2. Розроблено технології нанесення евтектичних покриттів електроіскровим, іонно-плазмовим і газоплазмовим методами з використанням промислових установок.

Установлено, що триботехнічні властивості напилених плазмових евтектичних покриттів залежно від навантаження і температури визначаються ступенем їх нерівноважності. Відносно висока пористість плазмових покриттів (10 – 12%), низькі адгезійно-когезійні властивості, великий градієнт властивостей від твердого покриття до м'якої основи знижують їх зносостійкість у міру зростання навантажень і температури. При цьому за великих питомих навантажень відбувається крихке руйнування покриттів, яке супроводжується викришуванням його елементів, що мають абразивні властивості.

3. На підставі триботехнічних досліджень установлене істотне підвищення зносостійкості плазмових покриттів за кімнатних температур після ТЦО, що зумовлено зниженням крихкості та підвищенням пластичності структурних складових, а також збільшенням здатності утворювати вторинні структури.

4. Показано, що в плазмових і електроіскрових покриттях завдяки розвитку дифузійних процесів під час відпалювання спостерігаються фазові перетворення, які супроводжуються наближенням структури і фазового складу до більш рівноважного стану. Це дає змогу підбирати такі параметри термообробки евтектичних покриттів, коли в заданих реальних умовах тертя зношення пари тертя буде мінімальним.

5. Склад вторинних структур і фрактографії поверхонь тертя показали, що відпалювання і термоциклювання покриттів змінюють механізм тертя порівняно з вихідним напиленим станом. Замість крихкого руйнування твердих і крихких ділянок зі структурою тонкого конгломерату фаз збільшення їх пластичності призводить до появи слідів пластичного відтиснення, вигладжування поверхні тертя і, як наслідок, до зниження зношення пари тертя. Основними компонентами вторинних структур – оксидних плівок, є оксиди Fe₂O₃ і Fe₃O₄.

6. За ступенем підвищення зносостійкості покриття можна розмістити в такий ряд: плазмові електроіскрові плазмові відпалені електроіскрові відпалені іонно-плазмові. У такий самий ряд можна розмістити покриття за зростанням ступеня відхилення від рівноважного стану і дисперсності структури, а методи їх нанесення – за підвищенням питомої потужності процесів.

7. Для роботи в умовах високих швидкостей і навантажень, що спричинюють фрикційне нагрівання до 600 С можна рекомендувати покриття на основі розробленого сплаву (пат. № 27849).