| Popis: |
Секция 3. Модификация свойств материалов = Section 3. Modification of Material Properties Представлены результаты исследования структуры, элементного и фазового состава, микротвердости и коэффициента трения поверхностных слоев бронзы БрБ2, легированной атомами титана или циркония при воздействии компрессионными плазменными потоками на систему «покрытие легирующего элемента/бронза». Установлено, что воздействие КПП приводит к формированию модифицированного слоя толщиной до 35 мкм, содержащего твердый раствор бериллия в меди Cu(Be), интерметаллиды (Сu5Zr, Cu4Ti) и нитриды (TiN, ZrN), объемная доля которых определяется параметрами обработки. Кристаллизация дисперсных интерметаллидов циркония и титана приводит к торможению роста столбчатых кристаллов. Обработка КПП позволяет повысить микротвердость поверхностного слоя и снизить коэффициент трения по сравнению с исходным образцом. Investigation results of the elemental and structure-phase composition, microhardness and friction coefficient of the bronze (2% of Be) surface layers alloyed by titanium and zirconium atoms under the action of compression plasma flows are presented. Treatment of bronze by compression plasma flows was carried out with the energy absorbed by the surface in the range of 54-74 J/cm2 per pulse to obtain different concentrations of alloying elements in the surface layer. Nitrogen was used as a plasma forming gas. The number of pulses varied in the range of 3-6 effected the concentration of alloying elements. A number of techniques including X-ray diffraction, scanning electron microscopy, optical microscopy, energy dispersive X-ray microanalysis etc. have been used for characterization of the surface layer. According to the results of X-rays spectral analysis, the concentration of zirconium and titanium varied from 2.5 to 11.4 at % depending on the treatment mode. It was found that compression plasma flows impact on the “titanium-bronze” or “zirconium-bronze” system led to the formation of solid solutions with beryllium based on Cu and intermetallic compounds (Сu5Zr or Cu4Ti), as well as nitrides (ZrN or TiN). Crystallization of precipitates of zirconium and titanium intermetallics led to inhibition of columnar crystals growth. The structure and phase composition changes resulted in the improvement of bronze surface layer mechanical properties. In particular, alloying by zirconium atoms allowed to increase the surface layer microhardness 1.5 times and to decrease the friction coefficient 2.5 times. Bronze alloying with titanium atoms under the effect of compression plasma flows provided 2.0 times microhardness increase and 2.0 times friction coefficient decrease. |
