автореферат диссертации по металлургии, 05.16.09, диссертация на тему:Повышение функциональных свойств титана и его сплавов путем формирования на поверхности карбидсодержащих фаз при электродуговом разряде в водных электролитах

На правах рукописи ' /

005053^

Жевтун Иван Геннадьевич

ПОВЫШЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ ПУТЕМ ФОРМИРОВАНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ КАРБИДСОДЕРЖАЩИХ ФАЗ ПРИ ЭЛЕКТРОДУГОВОМ РАЗРЯДЕ В ВОДНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ

05.16.09 - материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 1 ОКТ 2012

Комсомольск-на-Амуре - 2012

005053232

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки «Институт химии ДВО РАН» (г. Владивосток)

Научный руководитель: Зав. лабораторией защитных покрытий

и морской коррозии ИХ ДВО РАН, заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Гордиенко Павел Сергеевич

Официальные оппоненты: Зав. кафедрой «Технология металлов и

литейного производства» ТОГУ, заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Ри Хосен (г. Хабаровск)

кандидат технических наук, доцент кафедры «Материаловедение и технология новых материалов» ДВФУ Рева Виктор Петрович (г. Владивосток)

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Морской

государственный университет (МГУ им. Г. И. Невельского)» (г. Владивосток)

Защита состоится «25» октября 2012 г. в 13:00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.092.01 в ФГБОУ ВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» по адресу: 681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27. Факс: 8(4217)53-61-50. E-mail:

mdsov@knastu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета.

Автореферат разослан: «19» сентября 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ДМ 212.092.01 кандидат технических наук

Пронин А. И.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В силу своих уникальных свойств титан находит широкое применение в авиационном, судостроительном, ракетно-космическом машиностроении и во многих других отраслях. Одним из основных недостатков титана является большая склонность к схватыванию и, как следствие, исключительно низкие антифрикционные свойства. Эти обстоятельства обуславливают высокий износ изделий из титана и резко ограничивают применение титановых сплавов в узлах трения машиностроительных конструкций.

Существующие методы обработки титановых сплавов, направленные на повышение антифрикционных свойств титановых сплавов не нашли широкого применения. Поэтому создание сплава на основе титана с высокой износостойкостью и сохранением уникальных природных свойств титана является актуальной задачей.

Для эффективной защиты титановых сплавов целесообразно формировать на их поверхности локальные участки, содержащие карбид титана, способные эффективно защитить сплав от фрикционных и других механических воздействий.

Работа выполнена в соответствии с плановой тематикой Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института химии ДВО РАН (№ темы 01.2009.64164) при поддержке грантов ДВО РАН № 12-1-0-04-007 «Разработка метода получения композиционного материала на основе титана с нано- и микроразмерными включениями карбида титана», № 12-Ш-В-04-010 «Исследование состава, структуры и свойств углеродсодержащих фаз, формируемых на титановых сплавах в электролитах». Актуальность темы исследования подтверждается выполнением научно-исследовательских работ в рамках федеральной целевой программы «Исследование электро-химических процессов образования защитных покрытий с управлением потоками энергии при микродуговом оксидировании» (гос. контракт № 02.740.11.0638 РФ от

29.03.2010).

Цслыо работы является исследование и установление закономерностей формирования карбндсодержащих фаз на титане и его сплавах для повышения их функциональных свойств.

В рамках поставленной цели были определены следующие задачи:

- получение на катодно-поляризованной поверхности титановых сплавов локальных участков, содержащих карбид титана, в водных электролитах;

- термодинамическое обоснование процесса формирования локальных участков и возможности получения карбида титана;

- исследование фазового, элементного состава, а также структуры и морфологии формируемых участков;

- выявление изменения параметров формируемых участков (их диаметра, глубины, состава) в зависимости от режимов и условий обработки;

- определение механических свойств как самих участков, так и поверхности в целом, а также оценка коррозионной активности формируемых участков в растворе 3 % №С1;

- изучение термического поведения формируемых участков.

Для решения поставленных задач применены современные методы исследования: рентгенофазовый анализ, сканирующая электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, энерго-дисперсионный анализ, ртутная порометрия, метод потенциодинамических кривых, термогравиметрический анализ и стандартизированные механические испытания.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением аттестованных приборов и апробированных методик измерения, воспроизводимостью экспериментальных данных и соответствием результатов лабораторных и опытно-промышленных испытаний.

Научная новизна работы: 1. Разработаны физико-химические основы получения фазы карбида титана, не содержащей кислород, в объеме локальных участков титановых сплавов при электродуговом разряде в водных электролитах. Диаметр локального участка (от 2 до 10 мм) зависит от задаваемых значений параметров обработки - диаметра анода и силы тока. Микроструктура участков представляет собой титановый

каркас с карбидными включениями размером от 1 (в центре участка) до десятков микрометров (на периферии участка). Стехиометрия включений на разных образцах различна и зависит от режимов обработки.

2. Проведен термодинамический анализ термохимических процессов при дуговом разряде между титановым и угольным электродами. Показано, что в зоне воздействия дугового разряда (Т>2000 К) наиболее вероятны реакции образования карбида титана и газов СО, С02 и Н2. Показано влияние парциального давления кислорода на вероятность реакции окисления титана в присутствии углерода и продуктов диссоциации воды при высоких температурах.

3. Установлено, что формируемые локальные объемы титановых сплавов являются беспористыми. Получены данные по их фазовому, элементному составу, морфологии и структуре.

4. Установлены общие закономерности изменения механических свойств карбидсодержащих участков: значения микротвердости изменяются в пределах от 7 до 30 ГПа, что объясняется гетерогенной микроструктурой; коэффициент трения на поверхности сплава ВТЗ-1 составляет 0,35 - 0,4, а для локального участка - порядка 0,05; глубина проникновения индентора в поверхность сплава ВТЗ-1 составляет 75 мкм, а после снятия нагрузки восстанавливается до 20 мкм, в поверхность карбидсодержащего участка - 20 мкм, после снятия нагрузки - 3-4 мкм, что свидетельствует о более высоких твердости и упругости локального участка по сравнению с поверхностью сплава ВТЗ-1. При испытаниях на износостойкость общий износ обработанной поверхности титанового сплава уменьшается на 1 - 2 порядка по сравнению с исходной поверхностью.

5. Определены коррозионная и термическая стойкость карбидсодержащих участков в сравнении с титановым сплавом ПТ-ЗВ:

- в растворе 3% №С1 формируемый участок имеет более высокие токи коррозии, чем титановый сплав ПТ-ЗВ, но меньшие чем у образца Т1С.

- карбидсодержащие участки имеют большую стойкость к окислению, чем титановый сплав, но меньшую, чем карбид титана. Активное окисление

титанового сплава ПТ-ЗВ начинается после 400 °С, карбидсодержащих участков - после 700 °С.

6. Показана возможность легирования формируемых карбидсодержащих участков хромом. Введение хрома в карбидную фазу способствует повышению окалиностойкости карбидных участков.

Практическая значимость работы:

- разработан метод формирования фаз, содержащих карбид титана, на титановых сплавах при дуговом разряде в водных электролитах.

- использование данного метода значительно повышает эксплуатационные свойства поверхности титановых сплавов, что позволяет использовать композиционный материал на основе Ti - TiC для повышения функциональных свойств деталей из титановых сплавов.

Положения, выносимые на защиту

- результаты исследования состава, морфологии и структуры и механических, термических и коррозионных свойств титановых сплавов ВТ 1-0, ВТЗ-1 и ПТ-ЗВ с локальными участками, содержащими микро- и наноразмерные включения карбида титана, сформированными в водном электролите с использованием графитового анода при катодной поляризации титанового сплава;

- метод формирования карбидсодержащих фаз на поверхности титана и его сплавов;

- термодинамический анализ процесса формирования карбида титана в составе локальных участков.

Апробация работы

Основные результаты работы были представлены на следующих научных мероприятиях: Международная конференция "Основные тенденции развития химии в начале XXI века" (Санкт-Петербург, 2009); Международная научно-техническая конференция "Теория и практика механической и электрофизической обработки материалов" (Комсомольск-на-Амуре, 2009); Региональная научная конференция «Вологдинские чтения» (Владивосток, 2009, 2010); 2-я международная самсоновская конференция «Материаловедение

тугоплавких соединений» (Украина, Киев, 2010); Международная научно-техническая конференция «Современное материаловедение и нанотехнологни» (Комсомольск-на-Амуре, 2010); 2-я Международная конференция по химии и химической технологии (Республика Армения, Ереван, 2010); Шестая международная конференция «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий» (Украина, Понизовка, 2010); Международная конференция HighMathTech (Украина, Киев, 2011); Российская научно-техническая конференция «Фундаментальные исследования в области технологий двойного назначения» (Комсомольск-на-Амуре, 2011); Международная конференция по химической технологии XT'12 (Москва, 2012).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликована 21 печатная работа, в том числе 7 статей, 13 материалов конференций и тезисов докладов, получен 1 патент РФ. Статьи опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК РФ: «Коррозия, материалы, защита», «Металлообработка», «Перспективные материалы», «Химическая технология», «Вестник машиностроения» («Russian Engineering Research»), «Электронная обработка материалов» («Surface Engineering and Apply Electrochemistry»).

Личный шел ад автора состоит в анализе литературных данных по теме исследования, проведении основной части экспериментов и обсуждении полученных результатов. Часть экспериментального материала получена при участии сотрудников Института химии ДВО РАН, Дальневосточного геологического института ДВО РАН, Морского государственного университета им. Невельского, Дальневосточного Федерального университета.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка используемых источников (126 наименований) и приложений. Объем диссертации составляет 132 страницы, включая 19 таблиц и 57 рисунков.

Основное содержание диссертации

Во введении обоснован выбор темы исследования, сформулированы его цель и задачи. Показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В главе 1 приведен литературный обзор по проблеме износостойкости титановых сплавов и методах ее решения, отмечается эффективность использования плазменных методов. Показано, что перспективным материалом для защиты поверхности титановых сплавов от фрикционных воздействий целесообразно использовать карбид титана, обладающий высокой твердостью и износостойкостью. Рассмотрены физические, химические и механические свойства карбида титана, области его применения и способы получения. Отмечается сложность технологии получения карбида титана, во многих случаях не удается избежать попадания в карбидную фазу кислорода и других примесей, что отрицательно сказывается на свойствах материала.

Подчеркивается необходимость разработки новых методов обработки титановых сплавов с целью повышения их износостойкости.

В главе 2 описаны используемые образцы из титановых сплавов ВТ1-0, ВТЗ-1 и ПТ-ЗВ, методика их подготовки, а также методика и оборудование для обработки образцов. При проведении работ использовались современные методы исследования: рентгенофазовый анализ, атомно-силовая микроскопия, сканирующая электронная микроскопия, энерго-дисперсионный анализ. Приведены сведения об оборудовании, на котором проводились механические испытания: микротвердометрия, скратч-тестирование, испытания на износостойкость. Поляризационные кривые были сняты на потенциостате с компьютерным управлением IPC - PRO (г. Москва). Порометрический анализ проводили на локальных участках, вырезанных из образца механической гильотиной, при помощи прибора Auto Pore IV 9500 (производство Micromeritics Instrument Corp., США). Термическое поведение образцов изучали на дериватографе Q-1500 D системы Ф. Паулик, П. Паулик, Л. Эрдеи фирмы «МОМ», а также на дериватографе DTG-60H фирмы Shimadzu.

В главе 3 описывается метод повышения износостойкости титановых сплавов, основанный на формировании локальных участков, содержащих карбид титана, на поверхности катодно-поляризованных титановых сплавов в электролите при дуговом режиме с использованием графитового анода. Приведены результаты исследования фазового, элементного состава, морфологии поверхности и структуры, а также механических, термических и коррозионных свойств локальных карбидсодержащих участков, формируемых на титановых сплавах.

По данным рентгенофазового анализа на поверхности обработанных образцов до шлифовки идентифицируются фазы титана, рутила и карбида титана. После шлифовки - только титан и "ПС.

Элементный состав локальных участков до и после шлифовки представлен в табл. 1.

Табл. 1

Элементный состав локальных участков до и после шлифовки (ат. %)

№ До шлифовки После шлифовки

И С О Др. Т1 С О др.

1 30,07 32,76 37,16 0,01 64,21 35,79 - -

2 29,87 27,65 42,46 0,02 65,25 34,75 - -

3 38,03 39,63 22,34 - 64,08 35,92 - -

4 27,15 4,69 68,15 0,01 66,31 33,69 - -

5 23,69 19,59 56,72 - 62,44 37,56 - -

Из этих данных следует, что формируемый участок после шлифовки не содержит кислорода. Кислород присутствует в составе окислов лишь до шлифовки на поверхности и иногда на небольших периферийных зонах участка. Из таблицы 1 также видно, что соотношение титана и углерода составляет в среднем 14/0=2/1.

На снимках, полученных на сканирующем электронном микроскопе (рис. 1) до шлифовки на поверхности видны зерна округлой формы. После шлифовки на поверхности различимы кристаллические включения.

Рис. 1. Микрофотографии поверхности локальных участков: а) до шлифовки;

б) после шлифовки

На рис. 2. представлена кристаллическая поверхность одной из центральных зон локального участка. Размеры отдельных кристаллических образований могут достигать сотен нанометров.

Рис. 2. Микрофотографии поверхности центральной зоны локального участка

Путем вытравливания отдельных фаз (рис. 3) была выявлена микроструктура карбидсодержащих участков, представляющая собой карбидные включения в титановой матрице. Размеры карбидных включений составляют от 1 до десятков микрометров.

Рис. 3. Микрофотография локального участка после вытравливания Т1С

Форма карбидных включений меняется при перемещении от периферии участка к центру (рис. 4). На периферии участка включения имеют дендритное строение, а ближе к центру участка они приобретают зернистую форму, что объясняется более высокой температурой центральных зон в момент импульсного воздействия.

Рас. 4. Микроструктура периферийной зоны участка (а), (б) и зоны,

близкой к центру (в), (г) Из полученных данных можно сделать вывод о том, что в зоне воздействия дугового разряда в электролите с использованием угольного анода на поверхности титанового сплава образуется участок с расплавом титана, в котором в момент плазменного воздействия с высокой скоростью формируются кристаллы карбида титана. При быстром остывании локального участка данный расплав, содержащий кристаллы "ПС, «фиксируется», и в результате в зоне воздействия формируется титановый «скелет» с твердыми включениями карбида титана. Причем в центральной зоне воздействия, в которую попадает большее количество углерода, содержание "ПС стехиометрического состава -максимально, в некоторых участках с избытком углерода, а по мере удаления от центра - содержание углерода уменьшается.

После вытравливания титановой матрицы (рис. 5) на поверхности локального участка различимы зерна карбида титана размером в несколько микрометров. Содержание в них углерода (по данным элементного анализа) изменяется в широких пределах: от 5 до 19 масс. %.

Рис. 5. Микроструктура поверхности локального участка после травления

титановой матрицы

На рентгенограммах различных образцов наблюдается сдвиг линий, соответствующих карбиду титана, что связано с изменением периода решетки. Период решетки ТлС, соответствует в различных случаях как стехиометрическому карбиду титана, не содержащему кислорода и других примесей, (ао = 4,326 А), так и нестехиометрическому, либо содержащего примеси (а0 = 4,3300 А, 4,317 А). Фазовый и элементный анализ не показывают наличие примесей, следовательно, данное несоответствие следует объяснять различной стехиометрией формируемого карбида титана.

Предположение о титановом каркасе с карбидными включениями подтверждается данными по микротвердости локальных участков. Микротвердость шлифованных участков варьируется в пределах от 7 до 30 ГПа (табл. 2). Отсюда можно предположить, что верхнее значение микротвердости соответствует попаданию алмазной пирамидки Виккерса на зерно карбида титана, а нижние или промежуточные значения - на периферийную зону зерен карбида или титановую связку.

По глубине участка значения микротвердости также изменяются. Максимальные значения достигаются в середине участка, и затем наблюдается постепенное уменьшение до значений микротвердости подложки.

Табл. 2

Значения микротвердости поверхности образца ВТЗ-1 на необработанных ("№ 16) и обработанных при катодной поляризации (№ 6-28) участках

№ участка НУ, МПа № участка НУ, МПа № участка НУ, МПа

1 4730 11 18920 21 25600

2 5490 12 25550 22 18920

3 4120 13 14420 23 16560

4 4730 14 5930 _ 24 14490

5 4410 15 30650 25 18800

6 5090 16 25800 26 12830

7 16480 17 30450 27 18950

8 7660 18 10200 28 10270

9 8410 19 25850

10 30150 20 25750

Изменение массы образцов при испытаниях на износостойкость приведены в табл. 3. Как видно из этих данных, износ поверхности после обработки уменьшается в десятки раз.

Табл. 3

Износ образцов при испытаниях на износостойкость

Масса образцов, г

Образец До После Дш.

испытании испытании мг

Исходный 2,8607 2,6936 167

Обработанный 2,5896 2,5861 3,5

Скратч-тестирование обработанных и необработанных образцов проводилось после шлифовки поверхности при нагрузке до 35 Н. Графики, демонстрирующие изменение коэффициента трения для необработанной поверхности титанового сплава ВТЗ-1 и карбидного участка на его поверхности, приведены на рис. 6. Из этих данных следует, коэффициент трения на поверхности сплава ВТЗ-1 составляет в среднем 0,35 — 0,4, а для локального участка - порядка 0,05. Это еще раз косвенно подтверждает формирование в локальном участке карбида титана, коэффициент трения которого в несколько раз ниже, чем у титана и его сплавов.

Рис. 6. Зависимость коэффициента трения от нагрузки а) исходной поверхности, б) карбидсодержащего участка (¡-коэффициент трения, 2-сша

трения, 3-нагрузка)

Глубина проникновения индентора в поверхность сплава ВТЗ-1 (рис. 7) составляет 75 мкм, а после снятия нагрузки восстанавливается до 20 мкм, в поверхность карбидсодержащего участка - 20 мкм, после снятия нагрузки - 3^1 мкм, что свидетельствует о более высоких твердости и упругости локального участка, по сравнению с поверхностью сплава ВТЗ-1. Таким образом, в формируемых локальных участках достигается совмещение высокой твердости карбида титана с пластичностью и упругостью титановой связки.

о.бв аз» o.ío 0.SC i.:( 13« i.sj г.1» 2.« 2,.о зло«™ им " в'м nín в.рв 1-2э 1_ч> lío ¿í» 2.4s 2.70 з.'ез™ Рис. 7. Зависимость глубины прониюювения индентора от нагрузки и восстановленная глубина (после снятия нагрузки) при ifapanaHuu а) исходной поверхности, б) карбидного участка (1-глубина проникновения, 2-остаточная

глубина)

Для получения информации о коррозионном поведении композиционного материала на основе Тл - 'ПС были сняты поляризационные кривые для исходного титанового сплава ПТ-ЗВ, карбида титана, полученного аргонно-дуговой плавкой, и локального карбисодержащего участка в растворе 3% №С1. Из этих данных следует, что токи коррозии на карбидсодержащем участке меньше, чем у карбида титана, но больше, чем у титанового сплава ПТ-ЗВ, то есть карбидный участок занимает промежуточное положение между чистым ТЮ и исходным сплавом (рис. 8).

Рас. 8. Поляризационные зависимости титанового сплава ПТ-ЗВ (1)(Г),_ карбида титана (2)(2') и локачьного карбидсодержащегоучастка (3)(3')

Методом термогравиметрии исследовалось термическое поведение локальных участков, вырезанных из образца. Нагрев производился до 1000 °С на воздухе. Сравнивались термогравиграммы, при нагреве титанового сплава ПТ-ЗВ, формируемых карбидсодержащих участков и образцов карбида титана, полученного в инертной среде (рис. 9).

У всех образцов наблюдается привес вследствие окисления титана и образования рутила, сопровождающиеся экзоэффектом. Причем, у титанового сплава привес начинается примерно после 400 °С, у карбидсодержащих участков - после 700 °С, что свидетельствует об их большей стойкости к окислению по сравнению с исходным сплавом.

а) б)

в)

Рис. 9. Термогравиграммы образцов карбида титана, полученного дуговой плавкой в аргоне (а), карбидсодержащих участков, формируемых на титановом ставе ПТ-ЗВ (б) и исходного сплава ПТ-ЗВ (в)

Выдержка при 1000 °С не приводит к заметному изменению кривой ТО, для образцов карбида титана она остается практически горизонтальной. А у карбидсодержащих участков при 1000 °С продолжается активный набор веса, связанный с окислительным процессом, и после 5 часов выдержки составляет 24,8 % от массы навески. Это свидетельствует о присутствии в объеме карбидсодержащих участков наряду с кристаллами карбида титана титановой матрицы.

Таким образом, карбидсодержащие участки имеют большую стойкость к окислению чем титановый сплав, но меньшую, чем карбид титана.

Также в главе подчеркивается различие между проведением процесса при катодной и анодной поляризации, отмечается восстановительная функция углерода.

В главе 4 произведен термодинамический расчет свободной энергии химических реакций при образовании карбида титана на катодно-поляризованной поверхности титановых сплавов в электролите с графитовым анодом.

Условия равновесия для химической реакции определяются из уравнения для приращения энергии Гиббса с учетом изменения энтропии и теплоемкости системы от температуры. Это выражение можно записать в виде уравнения Улиха:

Д = А Н°хр. - Д5%,.Г - А(?рх,рМ0Т, (1)

где АС°хр = АС"„„,,„- АС°исх - приращение энергии Гиббса химической реакции, а АО°прод., АО°исх - приращения энергии Гиббса соответственно продуктов реакции и исходных веществ;

АН°хр - приращение энтальпии системы в результате химической реакции, определяется как разность энтальпий продуктов реакции и исходных веществ: АН°хр = АН°прод, - АН°исх;,

и АС^рхр — соответственно приращения энтропии и изобарной теплоемкости системы в результате химической реакции;

М0 - коэффициент Улиха, учитывающий изменение теплоемкости от температуры.

Согласно уравнению Вант-Гоффа, изменение концентрации (парциального давления) одного из исходных компонентов приводит к изменению температуры, при которой наступает равновесие (АО°хр=0). В этом случае свободная энергия ¿-го компонента определяется химическим потенциалом ц:

/I, =АС", + ЯТ1пр, (2)

Также следует учитывать, что в реальных условиях в процессе дугового разряда на катод попадает углерод не в твердом состоянии, а в газообразном,

т.е. уже имея значительный запас энергии. Кроме того, в газовом пузыре, который образуется в воде при пробое, продукты диссоциации воды (Н2 и 02) сначала образуются в атомарном состоянии (Н и О), поэтому реакции с их участием следует рассматривать также для атомарного состояния. Таким образом, в межэлектродном промежутке и на поверхности электродов возможны следующие реакции (рис. 10):

Н20 = 2Н + О (а) Л О.

650-

С,т + О = 2СО (б) зоо-

77 + Сгаз = ПС (в) 0

-400-

7/277 + О = 1/2ТЮ2 (г) -750-

-1100-

-1450-

-1800-

-2150-

ьДж/ми|1ь

: _ - ' ■ .........

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 3000 9000 Т, К

Рис. 10. Изменение энергии Гиббса от температуры для реакций (а) - (г)

Из рисунка следует, что наиболее энергетически выгодной реакцией с участием углерода при температурах в несколько тысяч Кельвинов является реакция (б) - образование угарного газа. Но, так как в этих условиях парциальное давление углерода рсгаз намного больше, чем кислорода р0, то с учетом уравнения (2), кривые для реакций с участием кислорода сдвинутся влево, и при определенной температуре наиболее вероятной станет реакция образования карбида титана (рис. 11). Например, при парциальном давлении кислорода р0 = Ю"2 Па реакция образования карбида титана становится наиболее энергетически выгодной уже при Т > 2000 К (заштрихованная область).

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Т, К

Рис. 11. Изменение энергии Гиббса для реакций (а) — (г) с учетом уравнения (17), ро — Ю'2 Па

Расчеты показывают, что при температурах, достигаемых в зоне действия дугового разряда, в присутствии углерода титан не окисляется, а кислород, образующийся в результате диссоциации воды, связывается с углеродом, образуя СО. Использование угольного анода и электролита защищает титановый расплав на катоде и формируемый в нем карбид титана от окисления.

Таким образом, процесс образования карбида титана на катодно-поляризованной поверхности титана при дуговом режиме с использованием угольного анода в водном электролите можно представить в виде общей реакции:

Таким образом, применение вышеописанного подхода к процессу образования карбида титана позволяет качественно прогнозировать фазовый состав локальных участков на поверхности титана и его сплавов и образовавшихся продуктов процесса после воздействия дугового разряда с графитовым анодом.

В главе 5 показана возможность легирования формируемых карбидсодержащих участков хромом. При катодной поляризации титанового сплава в электролите с угольным анодом введение хрома в карбидсодержащий участок проводилось несколькими способами: а) предварительным растворением в электролите хромсодержащие соли; б) предварительным

211 + ЗС + 5Н20 -> TiC + С02 + СО + ТЮ2 + 5Н2.

(Д)

хромированием анода; в) предварительным хромированием катода; г) введением в дуговое пространство твердых присадок на основе хрома (или чистого хрома).

Из рассмотренных способов введения хрома в карбидную фазу наиболее эффективным и простым является введение хрома в дуговое пространство в виде твердых присадок. Локальные участки после такой обработки были вырезаны из образца механической гильотиной и подвергнуты термогравиметрическому анализу. Полученные данные сравнивались с термогравиграммами локальных участков, не содержащих хрома (рис. 12).

Из рисунка видно, что образцы, содержащие хром меньше прибавляют в весе и начинают окисляться при более высокой температуре, т. е. обладают большей стойкостью к окислению, чем локальные участки, не содержащие хром.

Рис. 12. Термогравиграммы локальных участков, содержащих (а) и не содержащих (б) хром В главе отмечается сходство формируемых структур на катодно-поляризованных титановых сплавах в электролите со структурой многих композитов, в частности твердых сплавов — твердые включения в пластичной матрице (карбид титана в титане), а также с гетерогенной структурой антифрикционных сплавов - баббитов. Причем размеры таких включений достигают нескольких микрометров. Получение подобных структур с использованием плазмы дугового разряда на рабочей поверхности мало- и среднегабаритных деталей из титановых сплавов способно эффективно защитить деталь от износа, в том числе и в агрессивных средах.

Выводы

1. Разработаны физико-химические основы получения фазы карбида титана на поверхности титановых сплавов при электродуговом разряде в водных электролитах. На поверхности сплава формируется локальный участок, содержащий карбид титана и не содержащий кислород, диаметром от 2 до 10 мм в зависимости от задаваемых значений параметров обработки (диаметра анода и силы тока).

2. Микроструктура участков представляет собой титановый каркас с карбидными включениями размером от 1 до десятков микрометров. Стехиометрия включений на разных образцах различна и зависит от режимов обработки. При переходе от центра участка к периферии изменяется морфология карбидных зерен, увеличиваются их размеры.

3. С использованием уравнения Улиха произведен термодинамический анализ процесса образования карбида титана на поверхности титановых сплавов. Показано, что при использовании электрической дуги (Т>2000 К) возможно образование карбида титана, не содержащего газовых примесей (Ог, Н2). Продуктами процесса являются СО, С02, Н2 и "ПС. Показано влияние парциального давления кислорода на вероятность протекания реакции окисления, из чего следует, что в присутствии углерода и продуктов диссоциации воды при высоких температурах реакция окисления титана менее вероятна, чем образование карбида титана.

4. Впервые получены данные по фазовому, элементному составу, морфологии и структуре локальных объемов титановых сплавов, содержащих микровключения карбида титана. Установлено, что формируемые участки являются беспористыми.

5. Установлены общие закономерности изменения механических свойств карбидсодержащих участков: значения микротвердости изменяются в пределах от 7 до 30 ГПа, что объясняется гетерогенной микроструктурой; коэффициент трения на поверхности сплава ВТЗ-1 составляет 0,35 - 0,4, а для локального участка - порядка 0,05; глубина проникновения индентора в поверхность сплава ВТЗ-1 составляет 75 мкм, а после снятия нагрузки восстанавливается до

20 мкм, в поверхность карбидсодержащего участка - 20 мкм, после снятия нагрузки - 3^4 мкм, что свидетельствует о более высоких твердости и упругости локального участка по сравнению с поверхностью сплава ВТЗ-1. При испытаниях на износостойкость общий износ обработанной поверхности титанового сплава уменьшается на 1 - 2 порядка по сравнению с исходной поверхностью.

6. Определены коррозионная и термическая стойкость карбидсодержащих участков в сравнении с титановым сплавом ПТ-ЗВ:

- в растворе 3% NaCl формируемый участок имеет более высокие токи коррозии, чем титановый сплав ПТ-ЗВ, но меньшие чем у образца TiC.

- карбидсодержащие участки имеют большую стойкость к окислению, чем титановый сплав, но меньшую, чем карбид титана. Активное окисление титанового сплава ПТ-ЗВ начинается после 400 °С, карбидсодержащих участков — после 700 °С.

7. Показана возможность легирования формируемых карбидсодержащих участков хромом. Введение хрома в карбидную фазу способствует повышению окалиностойкости карбидных участков.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах: Статьи, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК:

1. Гордиенко П.С., Достовалов В.А., Жевтун И.Г., Харченко У.В., Баринов H.H., Кайдалова Т.А., Достовалов Д.В. Формирование карбидных фаз на катодно-поляризованной поверхности титана // Коррозия: материалы, защита. 2009. № 7. С. 1 - 5.

2. Гордиенко П.С., Верхотуров А.Д., Достовалов В.А, Панин Е.С., Коневцов JI.A., Жевтун И.Г. Электрофизические и теплофизические процессы при электроискровой обработке материалов // Металлообработка. 2 (56) 2010. С. 18 -25.

3. Гордиенко П.С., Верхотуров А.Д., Достовалов В.А, Жевтун И.Г., Панин Е.С., Коневцов JI.A., Шабалин И.А. Эрозия электродов при электрическом пробое // Электронная обработка материалов. Том 47. № 3. 2011. С 15 - 27. =

P. S. Gordienko, A. D. Verkhoturov, V. A. Dostovalov, I. G. Zhevtun, Е. S. Panin, L. A. Konevtsov and I. A. Shabalin. Electrophysical model of the erosion of electrodes under the energy pulse effect // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. Volume 47, Number 3, 206-216.

4. Жевтун И. Г., Гордиенко П. С., Достовалов В. А. Повышение износостойкости титановых сплавов путем формирования на поверхности локальных участков карбида титана. // Перспективные материалы. Специальный выпуск (13). 2011. С. 309 - 313.

5. Жевтун И. Г., Гордиенко П. С., Достовалов В. А. Термодинамическая оценка процесса образования карбида титана на катодно-поляризованных титановых сплавах в электролитах // Химическая технология. № 11. 2011. С. 663 - 667.

6. Гордиенко П. С., Жевтун И. Г., Достовалов В. А., Курявый В. Г., Баринов Н.

H. Состав и структура углеродсодержащих локальных участков, формируемых на титановых сплавах в электролитах // Вестник машиностроения. № 2. 2012. С. 52-55.=

P. S. Gordienko, I. G. Zhevtun, V. A. Dostovalov, V. G. Kuryavyi and N. N. Barinov. Composition and Structure of Carbon Rich Local Sections Formed on Titanium Alloys in Electrolytes // Russian Engineering Research, 2012, Vol. 32, No. 2, pp. 158-161.

7. Иванов В. Г., Коркош С. В., Гордиенко П. С., Жевтун И. Г. Антифрикционные свойства МДО-покрытий на титановом сплаве ЗМ. // Металлообработка. 1 (67) 2012. С. 24 - 27.

Патенты:

I. Пат. № 2424352 Российская Федерация, МПК С23С 14/06, С23С 14/24. Способ формирования износостойкого покрытия из карбида титана / В. А. Достовалов, П. С. Гордиенко, Д. В. Достовалов, И. Г. Жевтун - Заявка № 2009110560 / 02; заявлено 23.03.2009; опубликовано 20.07.2011., Бюл. № 27.

Материалы конференций:

1. Гордиенко П.С., Жевтун И.Г., Ярусова С.Б., Супонина А.П. Формирование карбидных фаз на катодно-поляризованной поверхности титана // Материалы Международной конференции "Основные тенденции развития химии в начале XXI века", Санкт-Петербург. 2009. С. 152.

2. Гордиенко П.С., Жевтун И.Г., Достовалов В.А. Исследование легирования карбидных фаз на катодно-поляризованной поверхности титана хромом // Материалы Международной научно-технической конференции "Теория и практика механической и электрофизической обработки материалов", Комсомольск-на-Амуре. 2009. С. 130 - 134.

3. Гордиенко П.С., Жевтун И.Г., Достовалов В.А. Электротехнологический процесс формирования карбидных фаз // Материалы юбилейной научной конференции «Вологдинские чтения», Владивосток, ДВГТУ. 2009. С. 155 - 159.

4. Гордиенко П.С., Верхотуров А.Д., Достовалов В.А, Жевтун И.Г., Панин Е.С., Коневцов Л.А. Теплофизические процессы в материалах при электроискровой обработке // Труды 2-й международной самсоновской конференции «Материаловедение тугоплавких соединений». Украина, Киев. 2010. С. 97.

5. Гордиенко П. С., Жевтун И. Г., Достовалов В. А. Термодинамическая оценка процесса образования карбида титана на титановых сплавах в электролитах // Материалы международной научно-технической конференции «Современное материаловедение и нанотехнологии», Комсомольск-на-Амуре. 2010. Том 1. С. 483-488.

6. Гордиенко П.С., Верхотуров А.Д., Достовалов В.А, Жевтун И.Г., Панин Е.С., Коневцов Л.А., Шабалин И.А. Эрозия электродов при электрическом пробое // Материалы международной научно-технической конференции «Современное материаловедение и нанотехнологии», Комсомольск-на-Амуре. 2010. Том 2. С. 225-241.

7. Гордиенко П.С., Жевтун И.Г., Достовалов В.А. Термодинамическая оценка процесса образования карбида титана на титановых сплавах в электролитах // Материалы 2-й Международной конференции по химии и химической технологии. Республика Армения, Ереван. 2010. С. 319-321.

8. Жевтун II. Г., Гордиенко П. С., Достовалов В. А. Термодинамические параметры образования карбида титана на титановых сплавах в электролитах // Материалы шестой международной конференции «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий». Украина, Понизовка. 2010. С. 227.

9. Жевтун И. Г., Гордиенко П. С., Достовалов В. А. Термодинамическая оценка процесса образования карбида титана на титановых сплавах в электролитах // Материалы научной конференции «Вологдинские чтения», Владивосток, ДВГТУ. 2010. С. 62-66.

10. Гордиенко П. С., Жевтун И. Г., Достовалов В. А. Повышение износостойкости титановых сплавов путем формирования на поверхности локальных участков карбида титана // Тезисы докладов международной конференции HighMathTech. Киев. 2011. С. 164.

11. Жевтун И. Г., Гордиенко П. С., Достовалов В. А., Курявый В. Г. Состав и структура карбидсодержащих локальных участков, формируемых на титановых сплавах в электролитах // Материалы Российской научно-технической конференции «Фундаментальные исследования в области технологий двойного назначения». Комсомольск-на-Амуре. 2011. С. 203 -207.

12. Гордиенко П. С., Верхотуров А. Д., Достовалов В. А., Жевтун И. Г. Термодинамическая оценка процесса образования титансодержащих фаз при разряде в воздушной атмосфере на титановом катоде // Материалы Российской научно-технической конференции «Фундаментальные исследования в области технологий двойного назначения». Комсомольск-на-Амуре. 2011. С. 58-61.

13. Жевтун И. Г., Гордиенко П. С. Состав, структура и механические свойства карбидсодержащих локальных участков на титановых сплавах // Материалы международной конференции по химической технологии ХТ'12. Москва. 2012. Том 1. С. 187- 189.

Иван Геннадьевич ЖЕВТУН

ПОВЫШЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ ПУТЕМ ФОРМИРОВАНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ КАРЕ И ДСО ДЕРЖАЩИХ ФАЗ ПРИ ЭЛЕКТРОДУГОВОМ РАЗРЯДЕ В ВОДНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 10.09.2012 г. Печать офсетная. Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Усл. п. л. 1,5. Уч.-изд. л. 1,02. Тираж 100 экз. Заказ 99

Отпечатано в типографии ФГУП Издательство «Дальнаука» ДВО РАН 690041, г. Владивосток, ул. Радио,7

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Области применения титана и его сплавов.

1.1.1 Авиастроение.

1.1.2 Судостроение.

1.1.3 Ракетно-космическая отрасль.

1.1.4 Другие отрасли.

1.2. Антифрикционные свойства титана и методы их улучшения.

1.2.1. Диффузионные методы.

1.2.2. Химические и гальванические методы.

1.2.3. Плазменные методы.

1.3. Карбид титана в качестве износостойкого покрытия.

1.3.1. Свойства карбида титана.

1.3.2. Теория свойств карбидов.

1.3.3. Применение карбида титана.

1.3.4. Методы получения карбида титана.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Исходные компоненты.

2. 2. Методы и оборудование для обработки образцов.

2. 3. Методика подготовки образцов.

2. 4. Методы и оборудование для анализа образцов.

2. 5. Методы и оборудование для механических испытаний.

2. 6. Компьютерная обработка данных.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА, МОРФОЛОГИИ, СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ И КАРБИДСОДЕРЖАЩИХ ФАЗ, ФОРМИРУЕМЫХ НА ТИТАНЕ И ЕГО СПЛАВАХ.

3. 1. Использование энергетического воздействия на материал.

3. 2. Формирование в электролите локальных участков, содержащих карбид титана.

3.3. Фазовый и элементный состав локальных участков.

3.4. Микроструктура локальных участков.

3.5. Механические свойства локальных участков.

3. 6. Коррозионные свойства карбидсодержащих участков.

3.7. Термическое поведение карбисодержащих участков.

3.8. Процесс формирования локальных участков.

ГЛАВА 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ КАРБИДА ТИТАНА ПРИ ДУГОВОМ РАЗРЯДЕ В ВОДНЫХ

ЭЛЕКТРОЛИТАХ.

ГЛАВА 5. ЛЕГИРОВАНИЕ КАРБИДНОЙ ФАЗЫ ХРОМОМ И ВОЗМОЖНОСТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ФОРМИРОВАНИЯ КАРБИДСОДЕРЖАЩИХ УЧАСТКОВ НА

ПОВЕРХНОСТИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ.

5.1. Введение хрома в карбидную фазу.

5. 2. Возможности практического применения метода формирования карбидсодержащих участков на поверхности титановых сплавов.

Актуальность проблемы. В силу своих уникальных свойств титан находит широкое применение в авиационном, судостроительном, ракетно-космическом машиностроении и во многих других отраслях. Одним из основных недостатков титана является большая склонность к схватыванию и, как следствие, исключительно низкие антифрикционные свойства. Эти обстоятельства обуславливают высокий износ изделий из титана и резко ограничивают применение титановых сплавов в узлах трения машиностроительных конструкций.

Существующие методы обработки титановых сплавов, направленные на повышение антифрикционных свойств титановых сплавов не нашли широкого применения. Поэтому создание сплава на основе титана с высокой износостойкостью и сохранением уникальных природных свойств титана является актуальной задачей.

Для эффективной защиты титановых сплавов целесообразно формировать на их поверхности локальные участки, содержащие карбид титана, способные эффективно защитить сплав от фрикционных и других механических воздействий.

Работа выполнена в соответствии с плановой тематикой Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института химии ДВО РАН (№ темы 01.2009.64164) при поддержке грантов ДВО РАН № 12-1-0-04-007 «Разработка метода получения композиционного материала на основе титана с нано- и микроразмерными включениями карбида титана», № 12-Ш-В-04-010 «Исследование состава, структуры и свойств углеродсодержащих фаз, формируемых на титановых сплавах в электролитах». Актуальность темы исследования подтверждается выполнением научно-исследовательских работ в рамках федеральной целевой программы «Исследование электро-химических процессов образования защитных покрытий с управлением потоками энергии при микродуговом оксидировании» (гос. контракт № 02.740.11.0638 РФ от 29.03.2010).

Целыо работы является исследование и установление закономерностей формирования карбидсодержащих фаз па титане и его сплавах для повышения их функциональных свойств.

В рамках поставленной цели были определены следующие задачи:

- получение на катодно-поляризованной поверхности титановых сплавов локальных участков, содержащих карбид титана, в водных электролитах;

- термодинамическое обоснование процесса формирования локальных участков и возможности получения карбида титана;

- исследование фазового, элементного состава, а также структуры и морфологии формируемых участков;

- выявление изменения параметров формируемых участков (их диаметра, глубины, состава) в зависимости от режимов и условий обработки;

- определение механических свойств как самих участков, так и поверхности в целом, а также оценка коррозионной активности формируемых участков в растворе 3 % №С1;

- изучение термического поведения формируемых участков.

Для решения поставленных задач применены современные методы исследования: рентгенофазовый анализ, сканирующая электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, энерго-дисперсионный анализ, ртутная порометрия, метод потенциодинамических кривых, термогравиметрический анализ и стандартизированные механические испытания.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением аттестованных приборов и апробированных методик измерения, воспроизводимостью экспериментальных данных и соответствием результатов лабораторных и опытно-промышленных испытаний.

Научная новизна работы: 1. Разработаны физико-химические основы получения фазы карбида титана, не содержащей кислород, в объеме локальных участков титановых сплавов при электродуговом разряде в водных электролитах. Диаметр локального участка (от 2 до 10 мм) зависит от задаваемых значений параметров обработки - диаметра анода и силы тока. Микроструктура участков представляет собой титановый каркас с карбидными включениями размером от 1 (в центре участка) до десятков микрометров (на периферии участка). Стехиометрия включений на разных образцах различна и зависит от режимов обработки.

2. Проведен термодинамический анализ термохимических процессов при дуговом разряде между титановым и угольным электродами. Показано, что в зоне воздействия дугового разряда (Т>2000 К) наиболее вероятны реакции образования карбида титана и газов СО, ССЬ и Н2. Показано влияние парциального давления кислорода на вероятность реакции окисления титана в присутствии углерода и продуктов диссоциации воды при высоких температурах.

3. Установлено, что формируемые локальные объемы титановых сплавов являются беспористыми. Получены данные по их фазовому, элементному составу, морфологии и структуре.

4. Установлены общие закономерности изменения механических свойств карбидсодержащих участков: значения микротвердости изменяются в пределах от 7 до 30 ГПа, что объясняется гетерогенной микроструктурой; коэффициент трения на поверхности сплава ВТЗ-1 составляет 0,35 - 0,4, а для локального участка - порядка 0,05; глубина проникновения индентора в поверхность сплава ВТЗ-1 составляет 75 мкм, а после снятия нагрузки восстанавливается до 20 мкм, в поверхность карбидсодержащего участка - 20 мкм, после снятия нагрузки - 3-4 мкм, что свидетельствует о более высоких твердости и упругости локального участка по сравнению с поверхностью сплава ВТЗ-1. При испытаниях на износостойкость общий износ обработанной поверхности титанового сплава уменьшается на 1 - 2 порядка по сравнению с исходной поверхностью.

5. Определены коррозионная и термическая стойкость карбидсодержащих участков в сравнении с титановым сплавом ПТ-ЗВ:

- в растворе 3% №С1 формируемый участок имеет более высокие токи коррозии, чем титановый сплав ПТ-ЗВ, но меньшие чем у образца ТЮ.

- карбидсодержащие участки имеют большую стойкость к окислению, чем титановый сплав, но меньшую, чем карбид титана. Активное окисление титанового сплава ПТ-ЗВ начинается после 400 °С, карбидсодержащих участков - после 700 °С.

6. Показана возможность легирования формируемых карбидсодержащих участков хромом. Введение хрома в карбидную фазу способствует повышению окалиностойкости карбидных участков.

Практическая значимость работы:

- разработан метод формирования фаз, содержащих карбид титана, на титановых сплавах при дуговом разряде в водных электролитах.

- использование данного метода значительно повышает эксплуатационные свойства поверхности титановых сплавов, что позволяет использовать композиционный материал на основе Тл - НС для повышения функциональных свойств деталей из титановых сплавов.

Положения, выносимые на защиту

- результаты исследования состава, морфологии и структуры и механических, термических и коррозионных свойств титановых сплавов ВТ 1-0, ВТЗ-1 и ПТ-ЗВ с локальными участками, содержащими микро- и наноразмерные включения карбида титана, сформированными в водном электролите с использованием графитового анода при катодной поляризации титанового сплава;

- метод формирования карбидсодержащих фаз на поверхности титана и его сплавов;

- термодинамический анализ процесса формирования карбида титана в составе локальных участков.

Апробация работы

Основные результаты работы были представлены на следующих научных мероприятиях: Международная конференция "Основные тенденции развития химии в начале XXI века" (Санкт-Петербург, 2009); Международная научно-техническая конференция "Теория и практика механической и электрофизической обработки материалов" (Комсомольск-на-Амуре, 2009); Региональная научная конференция «Вологдинские чтения» (Владивосток, 2009, 2010); 2-я международная самсоновская конференция «Материаловедение тугоплавких соединений» (Украина, Киев, 2010); Международная научно-техническая конференция «Современное материаловедение и нанотехнологии» (Комсомольск-на-Амуре, 2010); 2-я Международная конференция по химии и химической технологии (Республика Армения, Ереван, 2010); Шестая международная конференция «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий» (Украина, Понизовка, 2010); Международная конференция HighMathTech (Украина, Киев, 2011); Российская научно-техническая конференция «Фундаментальные исследования в области технологий двойного назначения» (Комсомольск-на-Амуре, 2011); Международная конференция по химической технологии XT'12 (Москва, 2012).

Публикации

По результатам проведенных исследований опубликована 21 печатная работа, в том числе 7 статей, 13 материалов конференций и тезисов докладов, получен 1 патент РФ. Статьи опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК РФ: «Коррозия, материалы, защита», «Металлообработка», «Перспективные материалы», «Химическая технология», «Вестник машиностроения» («Russian Engineering Research»), «Электронная обработка материалов» («Surface Engineering and Apply Electrochemistry»).

Личный вклад автора состоит в анализе литературных данных по теме исследования, проведении основной части экспериментов и обсуждении полученных результатов. Часть экспериментального материала получена при участии сотрудников Института химии ДВО РАН, Дальневосточного геологического института ДВО РАН.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка используемых источников (126 наименований) и приложений. Объем диссертации составляет 132 страницы, включая 19 таблиц и 57 рисунков.

Выводы:

1. Показана возможность легирования формируемых карбидсодержащих участков хромом.

2. Введение хрома в карбидную фазу способствует повышению окалиностойкости карбидных участков.

3. Применение получаемых композиционных материалов на основе ТьТЮ предполагается в изделиях, сочетающих высокую износостойкость с коррозионной стойкостью и имеющих низкий удельный вес. Показана возможность использования получаемого материала в качестве режущего инструмента.

117

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненной работы можно сделать следующие выводы:

1. Установлено, что при дуговом разряде в водном электролите между катодно-поляризованным титановым сплавом и графитовым анодом на поверхности сплава формируется локальный участок, содержащий карбид титана и не содержащий кислорода. Определен фазовый и элементный состав формируемых участков. Соотношение площади поверхности сплава и размера карбидных участков может быть различным и зависит от конкретных требований, предъявляемых к поверхности. Соотношение титана и углерода на большей части поверхности локального участка сохраняется около Тл/С = 2/1.

2. Доказано, что микроструктура участков представляет собой титановый каркас с карбидными включениями размером от 1 до десятков микрометров. Стехиометрия включений на разных образцах различна и зависит от режимов обработки. Морфология и размеры карбидных зерен изменяются при переходе от центра участка к его периферии.

3. Определены механические свойства карбидсодержащих участков. Значения микротвердости формируемого участка варьируются в широких пределах (от 7 до 30 ГПа), что объясняется гетерогенной микроструктурой; коэффициент трения, определенный скратч-тестом при нагрузке до 35 Н, на поверхности сплава ВТЗ-1 составляет в среднем 0,35 - 0,4, а для локального участка — порядка 0,05; глубина проникновения индентора в поверхность сплава ВТЗ-1 составляет 75 мкм, а после снятия нагрузки восстанавливается до 20 мкм, в поверхность карбидсодержащего участка - 20 мкм, после снятия нагрузки - 3-4 мкм, что свидетельствует о более высоких твердости и упругости локального участка, по сравнению с поверхностью сплава ВТЗ-1. При испытаниях на износостойкость общий износ обработанной поверхности титанового сплава уменьшается на 1 - 2 порядка по сравнению с исходной поверхностью. Установлено, что формируемые участки являются беспористыми.

4. Из поляризационных зависимостей установлено, что в растворе 3% NaCl в сравнении с титановым сплавом ПТ-ЗВ карбидсодержащий участок имеет более высокие токи коррозии, но меньшие чем у образца TiC.

5. Показано, что карбидсодержащие участки имеют большую стойкость к окислению, чем титановый сплав, но меньшую, чем карбид титана. Активное окисление титанового сплава ПТ-ЗВ начинается после 400 °С, карбидсодержащих участков - после 700 °С

6. Рассчитаны свободные энергии А G°x.p. возможных реакций при образовании карбида титана на катодно-поляризованной поверхности титановых сплавов в электролите с графитовым анодом. Показано, что при использовании электрической дуги (Т>2000 К) возможно образование карбида титана, не содержащего газовых примесей. Конечными продуктами данного процесса являются СО, С02, Н2 и TiC. Показано влияние парциального давления кислорода на вероятность протекания реакции окисления. В присутствии углерода и продуктов диссоциации воды, в которых ро2<\ (например, уже при ро2~\й Па) при высоких температурах реакция окисления титана менее вероятна, чем образование карбида титана.

7. Показана возможность легирования формируемых карбидсодержащих участков хромом. Введение хрома в карбидную фазу способствует повышению окалиностойкости карбидных участков.

8. Применение получаемых композитных материалов на основе Ti-TiC предполагается в изделиях, сочетающих высокую износостойкость с коррозионной стойкостью и имеющих низкий удельный вес. Показана возможность использования получаемого материала в качестве режущего инструмента.

1. Горынин И. В. и др. Титановые сплавы для морской техники/ И.В. Горынин, С. С. Ушков, А.Н. Хатунцев, Н.И. Лошакова. - СПб.: Политехника, 2007. - 387 е.: ил.

2. Парфенов О.Г. Проблемы современной металлургии титана/ О. Г. Парфенов, Г. Л. Пашков; отв. ред. А. Д. Михнев; Рос. Акад. Наук, Сиб. отд-ние, Ин-т химии и химической технологии. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008. - 279 с.

3. Зубков Л. Б. Космический металл: (Все о титане). М.: Наука, 1987. - 128 с. -(Серия «Наука и технический прогресс»).

4. Тарасов А. В. Металлургия титана. М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 328 е.: ил. 85.

5. Николаев Г. И. Металл века./ Г.И. Николаев. М.: «Металлургия», 1987. -165с.

6. Чечулин Б. Б, Ушков С. С. и др. Титановые сплавы в машиностроении / Б. Б. Чечулин, С. С. Ушков, И. П. Разуваева, В. Н. Гольдфайн. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1977. 248 с. с ил.

7. Цвиккер У. Титан и его сплавы. Берлин ; Нью-Йорк, 1974. Пер. с нем. М., «Металлургия», 1979. 512 с. с ил. = Ulrich Zwicker. Titan und Titanlegierungen. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1974.

8. Горынин И. В., Чечулин Б. Б. Титан в машиностроении. М.: Машиностроение, 1990. 400 с.

9. Носовский И. Г., Исаев И. В., Костецкий Б. И. О роли кристаллического строения при трении и схватывании металлов. Доклады Академии наук СССР. 1971. Т 198. № 1.С. 79-82.

10. П.Францевич И. H., Карпинос Д. М., Тучинский М. И. Антифрикционные композиции на основе спеченного титана // Порошк. Металлургия. №1. Киев: Наук, думка, 1978.

11. И.Вульф Б. К. Термическая обработка титановых сплавов. Изд-во «Металлургия», 1969.376 с.

12. В.И. Муравьев и др. Обеспечение надежности конструкций из титановых сплавов / В.И. Муравьев, П.В. Бахматов, Б.И. Долотов и др. Под ред. В.И. Муравьева. - Москва: «Эком», 2009. - 752 с.

13. Солонина О. П., Глазунов С. Г. Титановые сплавы. Жаропрочные титановые сплавы. М., «Металлургия», 1976. 448 с.

14. Гордиенко П. С., Гнеденков С. В. Микродуговое оксидирование титана и его сплавов. Владивосток: Дальнаука, 1997. 185 с.

15. Гордиенко П. С. Образование покрытий на аноднополяризованных электродах в водных электролитах при потенциалах искрения и пробоя. Владивосток: Дальнаука, 1996. 216 с.

16. Суминов И. В. и др. Микродуговое оксидирование (теория, технология, оборудование) / И.В. Суминов и др. М.: ЭКОМЕТ, 2005. - 368 е.: ил.

17. Гордиенко П. С. Формирование покрытий на ряде металлов и сплавов в электролитах при микроплазменных процессах // Диссертация на соискание степени доктора технических наук. Днепропетровск. 1991. 680 с.

18. Жунковский Г. J1. Вакуумная карбидизация переходных металлов IV и V групп периодической системы элементов // Тугоплавкие карбиды. Сб. науч. статей. Отв. ред. Самсонов Г. В. Киев. Изд-во «Наукова думка». 1970. С. 68 73.

19. Тюрин Ю. Н., Жадкевич M. JT. Плазменные упрочняющие технологии. Киев: Наукова думка, НАН Украины, 2008. 215 с.

20. Табаков В. П. Формирование износостойких ионно-плазменных покрытий режущего инструмента. М.: Машиностроение, 2008. - 311 е.; ил.

21. Табаков В. П. Механизмы упрочнения материала износостойкого покрытия и технологии их реализации // Современные технологии в машиностроении: Сб.науч. статей / Под общ. ред. А. И. Грабченко. Харьков: НТУ «ХПИ», 2006. - В 2 т. Т. 2.-С. 233-247.

22. Кипарисов С. С., Левинский Ю. В., Петров А. П. Карбид титана. Получение, свойства, применение. М.: «Металлургия», 1987. 217 с.

23. Лахтин Ю. М., Коган Я. Д. Теплова Л. А., Туманова Т. А. Упрочнение поверхности титановых сплавов лазерным легированием. Металловедение и термическая обработка металлов. 1984. № 5. С. 12 13.

24. Дабижа Е.В., Новиков TI.B., Бондарь И.В. и др. Развитие современных технологий получения вакуумных покрытий //Синтез, спекание и свойства сверхтвердых материалов: Сб. науч. тр. Киев: ИСМ НАНУ, 2005. - С.95-107.

25. Анциферов В. Н., Косогор С. П. Многослойные вакуумно-плазменные покрытия на основе карбидов титана и хрома, их структура и свойства.// Физика и химия обработки материалов. 1996.№6. С. 61-65.

26. Белоус В. А. Ионно-плазменная обработка поверхности конструкционных материалов // Оборудование и инструмент для профессионалов. 2005. - № 12. -С. 12-16.

27. Лавриненко В. И., Шейко М. Н. Дабижа Е. В., Бондарь И. В. и др. Влияние ионно-плазменных покрытий на эксплуатационные свойства алмазного правящего инструмента. Сверхтвердые материалы. 2008. № 6. С. 73 80.

28. Мубояджян С. А. Эрозионностойкие покрытия из нитридов и карбидов металлов и их плазмохимический синтез // Российский химический журнал. 2010. Т. L1V. № 1.С. 103-109.

29. Прибытков Г. А., Гурских А. В., Шулаев В. М., Андреев А. А., Коржова В. В. Исследование покрытий, осажденных при вакуум но-дуговом испарении спеченных порошковых катодов титан-кремний. Физика и химия обработки материалов. 2009. № 6. 34 40.

30. Бланк Е. Д., Анисимов В. И., Орыщенко А. С., Слепнев В. Н., Галлеев И. М., Андреева В. Д. Композиционные детонационные покрытия на основе оксида алюминия. Вопросы материаловедения. 2005. № 2(42). С. 126 128.

31. Верхотуров А. Д. Формирование поверхностного слоя металлов при электроискровом легировании. Владивосток: Дальнаука, 1995. - 323 с.

32. Бабенко Э. Г., Верхотуров А. Д. Особенности формирования покрытий на металлах методом электроискрового легирования: Научное издание. -Владивосток: Дальнаука, 1998. 89 с.

33. Николенко С. В., Верхотуров А. Д. Новые электродные материалы для электроискрового легирования. Владивосток: Дальнаука, 2005. 219 с.

34. Ахметова Е. Р., Тазетдинов Р. Г. Модификация титановых сплавов для пар трения методом периодического разряда в потоке жидкости. Вестник МАИ. Т 16. № 1.С. 73 -83.

35. Гамуля Г. Д., Москаленко В. А., Смирнов А. Р., Церковный А. И., Волобуев Ф. И. Триботехнические характеристики нанокристаллического титана ВТ 1-0. Тезисы докладов 3-й международной конференции HighMatTech. Киев. 2010. С. 159.

36. Тот JI. Карбиды и нитриды переходных металлов. Пер. с англ. Л. Б. Дубровской. Под ред. П.В. Гельда. М.: Издательство «Мир». 1974.

37. Стормс Э. К. Тугоплавкие карбиды. Перевод с английского к.т.н. Башлыкова. М: Атомиздат, 1970. 304 с. с ил.

38. Косолапова Т. Я. Карбиды. Изд-во «Металлургия». 1968. 300 с.

39. Войтович Р. Ф., Пугач Э. А. Высокотемпературное окисление карбидов переходных металлов IV VI групп // Высокотемпературные карбиды. Сб. науч. статей. Отв. ред. Самсонов Г. В. Киев. Изд-во «Наукова думка», 1975. С. 143- 156.

40. Панчешная В. П., Княжева В. М., Клименко Ж. В., Антонова М. М. О взаимодействии карбида титана различного стехиометрического состава с водородом при катонной поляризации в кислых средах. Защита металлов, 1980, т. 16, №6, С. 684-691.

41. Артамонов А. Я., Бовкун Г. А. Некоторые закономерности процесса абразивного изнашивания карбидов переходных металлов // Тугоплавкие карбиды. Сб. науч. статей. Отв. ред. Самсонов Г. В. Киев. Изд-во «Наукова думка», 1970. С. 217-220.

42. Артамонов А. Я., Тутаков О. В., Сычев В. В., Новые полирующие материалы из металлоподобных соединений // Тугоплавкие карбиды. Сб. науч. статей. Отв. ред. Самсонов Г. В. Киев. Изд-во «Наукова думка», 1970. С. 222 226.

43. Самсонов Г. В., Ткаченко Ю. Г. Исследование внешнего трения тугоплавких карбидов при высоких температурах в вакууме // Тугоплавкие карбиды. Сб. науч. статей. Отв. ред. Самсонов Г. В. Киев. Изд-во «Наукова думка», 1970. С. 236-239.

44. Кифер. Р., Бенезовский Ф. Твердые сплавы. Пер. с нем. Изд-во «Металлургия», 1971, с. 392.

45. Самсонов Г. В. Некоторые вопросы теории свойств карбидов // Тугоплавкие карбиды. Сб. науч. статей. Отв. ред. Самсонов Г. В. Киев. Изд-во «Наукова думка». 1970. С. 9- 15.

46. Самсонов Г. В., Упадхая Г. Ш., Нешпор В. С. Физическое материаловедение карбидов. Киев. Изд-во Наукова думка, 1974. 455 с.

47. Самсонов Г. В., Божко С. А., Кушталова И. П. Пластическая деформация карбидов при алмазном шлифовании. Доклады Академии наук СССР. 1971. Т 198. № 1.С. 83 -85.

48. Самойлов В. С. и др. Металлообрабатывающий твердосплавный инструмент: Справочник/ В. С. Самойлов, Э. Ф. Эйхманс, В. А. Фальковский и др.; Редкол.: И. А. Ординарцев (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1988. - 368 е.: ил.

49. Okuda К., Takeno Y. Machinability in precision cutting of carbon tool steel for small-size parts. Key Engineering materials. Vol. 329 (2007), pp 571 576.

50. Музыкант Я. А., Самойлов В. С. Режущие инструменты с пластинами из безвольфрамовых твердых сплавов: Обзор. М.: НИИмаш, 1984. - с. 30 ил. -(Сер. С-2. Инструментальная и абразивно-алмазная промышленность).

51. Касимцев А. В. Левинский Ю. В., Жигунов В. В. Получение композиционного порошка Ni-TiC карбидизацией никелида титана. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2008. № 4. С. 9 14.

52. Филимонов В. Ю., Евстигнеев В. В., Скаков Д. М., Корчагин М. А. Особенности твердофазного взаимодействия в механически активированной системе Ti + С + xNi в режиме динамического теплового взрыва. Перспективные материалы. 2009. № 4. С.79 84.

53. Панов В. С., Шугаев В. А., Гольдберг М. А. О возможности применения Ni3Al в качестве связки для твердых сплавов. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2008. № 4. С. 56 59.

54. Старостина А. В., Козырев А. В., Прихна Т. А., Карпец М. В. и др. Получение МАХ материалов системы Ti-Al-C в условиях высоких давлений и температур. Тезисы докладов 3-й международной конференции HighMatTech. Киев. 2011. С. 218.

55. Новиков А. С., Пайкин А. Г., Шулов В. А. Получение, свойства и применение МАХ-материалов на основе титана. Упрочняющие технологии и покрытия. 2006. № н. с. 24-34.

56. Гуревич 10. Г. Использование отходов коррозионно-стойкой стали для изготовления карбидостали Т1С-Х18Н10Т. Заготовительные производства в машиностроении. 2008. № 12. С. 53 55.

57. Белов С. Б. Пористые материалы в машиностроении. М.: машиностроение. 1976, 183 с.

58. Севостьянова И. Н., Анисимов В. Ж., Гнюсов С. Ф., Кульков С. Н. Физико-механические свойства пористых композитов на основе карбида титана. Физическая мезомеханика. 7. Спец. Выпуск. Ч 2 (2004). С 89 92.

59. Кульков С. Н., Гнюсов С. Ф., Севостьянова И. Н., Молчунова Л. М. Влияние состава шихты на физико-механические свойства пористых проницаемых материалов на основе карбида титана. Вопросы материаловедения. 2004. № 1 (37). С. 64-69.

60. Алымов М.И., Зеленский В.А., Анкудинов А.Б. Пористый материал из порошка карбида титана. Перспективные материалы. 2009. № 4. С. 75-78.

61. Самсонов Г. В., Жидкова Т. Г., Климак 3. А. О каталитических свойствах карбидов переходных металлов // Высокотемпературные карбиды. Сб. науч. статей. Отв. ред. Самсонов Г. В. Киев. Изд-во «Наукова думка». 1975. С. 76 -81.

62. Самсонов Г. В., Жидкова Т. Г. Влияние дефектности углеродной подрешетки на каталитические свойства карбидов титана и ниобия // Высокотемпературные карбиды. Сб. науч. статей. Отв. ред. Самсонов Г. В. Киев. Изд-во «Наукова думка». 1975. С. 82-84.

63. Мержанов А. Г., Боровинская И. П. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез тугоплавких неорганических соединений. ДАМ СССР, 1972, т. 204, № 2, с. 366-369.

64. Прокудина В. К., Ратников В. И, Маслов В. М., Боровинская И. П., Мержанов А. Г., Дубовицкий Ф. И. В кн.: Процессы горения в химической технологии и металлургии. Черноголовка: АН СССР. Ин-т химической физики, 1975, с. 136 -138.

65. Маслов В. М., Мамян С. С., Воюев С. И. Взаимодействие углерода с кислородом при синтезе карбида титана // Физика горения и взрыва. 1983, №5, С. 111-115.

66. Прибытков Г. А., Храмогин M. Н., Коржова В. В. СВС композиционные порошки карбид титана связки из сплавов на основе железа для наплавки износостойких покрытий. Физическая мезомеханика. 9. Спец. Выпуск (2006). С 185 - 188.

67. Гусев А. И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства. Екатеринбург: УрО РАН, 1998.

68. Троицкий В. Н., Гребцов Б. М. Физико-химические свойства карбонитридов титана, синтезированных в низкотемпературной плазме // Физ. и химия обработки материалов. 1980. -№ 2. - С. 21—23.

69. Касимцев А. В., Жигунов В. В. Механизм и кинетика получения монокристаллических порошков карбида титана гидридно-кальциевым методом // Известия вузов. Цветная металлургия. 2008. № 6, С. 42 48.

70. Касимцев А. В., Жигунов В.В., Табачкова Н.Ю. Состав, структура и свойства гидридно-кальциевого порошка карбида титана // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2008. № 4. С. 15-18.

71. Dong-Won Lee, Ji-Hun Yu, Taesuk Jang. Properties of TiC and TiCN nanoparticles fabricated by a magnesium thermal reduction process. Solid State Phenomena. Vols. 124-126 (2007), pp 1225 1228.

72. Konopka K., Biedunkiewicz A., Boczkowska A., Rostaniec Z., Kurzydtowski K. J. Polymer matrix composites with particles of TiC obtained by a sol-gel method. Solid State Phenomena. Vol. 106 (2005), pp 141 144.

73. Ивановский A. Jl. Нанокарбиды титана: синтез и моделирование. Теоретическая и экспериментальная химия. 2007.Том 43. № 1. С 1 21.

74. Ewa Kasprzycka. Diffusion carbide layers produced on tool steel surface in vacuum titanizing process. Проблемы машиностроения и автоматизации. 2007. № 1. С. 126- 128.

75. Ewa Kasprzycka, Andrzey Krolikowski. Anticorrosion protectiveness of duplex layers produced by vacuum titanizing process combined with the electrolytic deposition of Co-W alloy. Проблемы машиностроения и автоматизации. 2008. № 4. С. 82 85.

76. Синельникова В. С., Штукатурова Т. И., Страшинская Л. В., Шапошникова Т. И., Бурханов Г. С., Кузьмищев В. А. Состав и структура плавленого монокристаллического карбида титана. Порошковая металлургия, № 8. С. 53 -57.

77. Попов В. Е., Турин В. Н. Получение кристаллических тугоплавких карбидов из растворов в легкоплавких металлах // Карбиды и сплавы на их основе. Сб. науч.статей. Ред. коллегия: Самсонов Г. В., Косолапова Т. Я., Гнесин Г. Г., Федорус

78. B. Б., Домасевич J1. Г. Киев. Изд-во «Наукова думка». 1976. С. 21 -26.

79. Гордиенко П. С., Достовалов В. А., Жевтун И. Г., Харченко У. В., Баринов Н. Н., Кайдалова Т. А., Достовалов Д. В. Формирование карбидных фаз на катодно-поляризованной поверхности титана // Коррозия: материалы, защита. 2009. №7. С 1-5.

80. Кудрявцев Н. Т. Электролитические покрытия металлами. М.: Химия, 1979 г. -352 е., ил.

81. Салли А., Брэндз Э. Хром. Изд. 2-е переработ, и доп. Перев. с англ. Изд-во «Металлургия»», 1971, с. 360. / Sully А. Н., Brandes Е. A. Chromium. Second Edition. London, Butterworths.

82. Лазаренко Б. P., Лазаренко H. И. Физика искрового способа обработки металлов. М.: ЦБТИ МЭИ СССР, 1946. 76 с.

83. Лазаренко Б. Р., Лазаренко Н. И. Электрическая эрозия металлов. М.: Госэнергоиздат, 1946. Вып. 2. 32 с.

84. Золотых Б. Н. О физической природе электроискровой обработки металлов // Электроискровая обработка металлов / Под ред. Б. Р. Лазаренко. М.: Изд-во АН СССР, 1957. Вып. 1. С. 38-69.

85. Золотых Б. Н. Физические основы электроискровой обработки металлов. М.: Гостехтеориздат, 1953. 108 с.

86. Лазаренко Б. Р., Лазаренко Н. И. Электродинамическая теория искровой электрической эрозии металлов. Проблемы электрической обработки материалов. Под ред. Б. Р. Лазаренко. М.: Изд-во АН СССР, 1962. С 44 51.

87. Гордиенко П. С., Верхотуров А. Д., Достовалов В. А, Панин Е. С., Коневцов Л. А., Жевтун И. Г. Электрофизические и теплофизические процессы при электроискровой обработке материалов // Металлообработка. 2010. 2 (56) С 1825.

88. Гордиенко П. С., Верхотуров А. Д., Достовалов В. А, Жевтун И. Г., Панин Е.

89. C., Коневцов Л. А. Теплофизические процессы в материалах при электроискровой обработке // Труды 2-й международной самсоновскойконференции «Материаловедение тугоплавких соединений». Украина, Киев. 2010. С 97.

90. Жевтун И. Г., Гордиенко П. С., Достовалов В. А. Повышение износостойкости титановых сплавов путем формирования на поверхности локальных участков карбида титана // Перспективные материалы. Специальный выпуск (13). 2011. С. 309-314.

91. Гордиенко П. С., Жевтун И. Г., Достовалов В. А. Электротехнологический процесс формирования карбидных фаз // Материалы юбилейной научной конференции «Вологдинские чтения», Владивосток, ДВГТУ. 2009. С. 155 159.

92. Гордиенко П. С., Верхотуров А. Д., Достовалов В. А, Жевтун И. Г., Панин Е. С., Коневцов J1. А., Шабалин И. А. Эрозия электродов при электрическом пробое. Электронная обработка материалов. Том 47. № 3. 2011. С 15 27.

93. BittnerH., Goretzki H. Monatsh. Chem. 1962. Vol. 93, p. 1000.

94. Elliot R. O., Kempter C. P., J. Chem. Phis. 1958. Vol. 62, p. 630.

95. W. Lengauer, S. Binder, K. Aigner, P. Ettmayer, A. Guillou, J. Debuigne, G. Groboth, J. Alloys Compds., 1995. Vol. 217, p. 137-1.

96. Коновалов А. В. и др. Теория сварочных процессов: Учебник для вузов / А. В. Коновалов, А. С. Куркин, Э. JT. Макаров, В. М. Неровный, Б.Ф. Якушин; под ред. В. М. Неровного. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - 752 е.: ил.

97. Петров Г. Л. Сварочные материалы. Учебное пособие для вузов. Л., «Машиностроение», 1972, 280 стр. Табл. 52. Илл. 99.

98. Наугольных К. А., Рой Н. А. Электрические разряды в воде. Изд-во «Наука», 1971, стр. 155.

99. Б. Р. Лазаренко и Н. И. Лазаренко Современный уровень развития электроискровой обработки металлов и некоторые научные проблемы этой области // М.: Изд-во АН СССР, 1957. С. 9 37.

100. Кох Б. А. Основы термодинамики металлургических процессов сварки. Изд-во «Судостроение», 1975, стр. 240.

101. Жевтун И. Г., Гордиенко П. С., Достовалов В. А. Термодинамическая оценка процесса образования карбида титана на катодно-поляризованных титановых сплавах в электролитах // Химическая технология. № 11. 2011. С. 663 667.

102. Герасимов Я. И. и др. Курс физической химии / Я. И. Герасимов, В. П. Древинг, Е. Н. Еремин, А. В. Киселев, В. П. Лебедев, Г. М. Панченков, А. И. Шлыгин; под. ред. Я. И. Герасимова. М.: Изд-во «Химия». Т. 1. 1970. - 592 е.: ил.

103. Ефимов А. И. и др. Свойства неорганических соединений. Справочник. JL: Химия, 1983 -392 с.

104. Рябин В. А., Остроумов М. А., Свит Т. Ф. Термодинамические свойства веществ. Справочник. Л.: Химия, 1977. 392 с.

105. Филькенбург В., Меккер Г. Электрические дуги и термическая плазма. Пер. с нем. М.: Издательство иностранной литературы, 1961. 369 с.

106. Мамян С. С., Мержанов А. Г. Термодинамический анализ возможности получения нитридов и карбидов титана, циркония и тантала из окислов в режиме горения. Препринт ИХФ АН СССР, Черноголовка, 1978. 21 с.

107. Мамян С. С., Мержанов А. Г. Термодинамический анализ возможности металлотермического восстановления окислов металлов в режиме горения. Препринт ИХФ АН СССР, Черноголовка, 1979. 23 с.

108. J. D. Roach. Effect of chromium on the oxidation resistance of titanium carbide. Electrochemical Society. 1951. Vol. 98. № 4. p. 160 165.

109. W. J. Engel. Bonding investigations of titanium carbide with various elements. NACA. Technical Note. 1950. № 2187.

110. E. M. Trent, A. Carter, J. Bateman. High temperature alloys based on titanium carbide. Metallurgia Manchester. 1950. v. 42. p. 111 115.

111. A. Carter. Sintered refractory alloys. Metallurgia. 1950. v. 49. p. 8 14.

112. В.И. Трефилов, Ю.С. Борисов, P.А. Алфинцева и др. Структура и свойства материалов и покрытий из композиций хром карбид. Порошковая металлургия. 1981. № 11. С.74 - 80.

113. Пат. № 2424352 Российская Федерация, МПК С23С 14/06, С23С 14/24. Способ формирования износостойкого покрытия из карбида титана / В. А.

114. Достовалов, П. С. Гордиенко, Д. В. Достовалов, И. Г. Жевтун Заявка № 2009110560 / 02; заявлено 23.03.2009; опубликовано 20.07.2011., Бюл. № 27. 126. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. Изд-во «Металлургия». 1969. 448 с.