KhARAKTERISTIKA Ti-Zr-POKRYTIYa NA TITANOVOM SPLAVE Ti6Al4V

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Впервые Ti-Zr-покрытия были приготовлены путем электроискровой обработки титанового сплава Ti6Al4V в анодной смеси титановых гранул с добавлением 2, 4 и 6 об.% порошка циркония. Структура покрытий исследовалась методами рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной спектроскопии. Материал покрытий представляет собой твердый раствор α-(Ti-Zr). При повышении содержания циркониевого порошка в анодной смеси с 2 до 6 об.% содержание циркония в покрытии возрастало с 23,5 до 34,2 ат.%. При этом по глубине покрытия его содержание было равномерным. Коррозионные свойства образцов с покрытиями исследовались методами потенциодинамической поляризации и спектроскопии электрохимического импеданса в 3,5%-ном водном растворе NaCl. Испытание на циклическую жаростойкость проводилось при температуре 900 °С в течение 100 ч. Показано, что применение Ti-Zr-покрытий позволяет снизить скорость коррозии титанового сплава Ti6Al4V до 4,3 раз и повысить его жаростойкость до 1,84 раза. При увеличении содержания циркония в покрытии микротвердость Ti-Zr-покрытий монотонно возрастала от 4,68 до 6,39 ГПа, коэффициент трения повышался от 0,71 до 0,81, а износ покрытий монотонно снижался с 11,98•10-5 до 7,35•10-5 мм3/(Н•м).

作者简介

A. Burkov

Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения РАН (ХФИЦ ДВО РАН), Институт Материаловедения ДВО РАН обособленное подразделение ХФИЦ ДВО РАН

Хабаровск

M. Kulik

Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения РАН (ХФИЦ ДВО РАН), Институт Материаловедения ДВО РАН обособленное подразделение ХФИЦ ДВО РАН

Email: marijka80@mail.ru
Хабаровск

A. Bytsura

Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения РАН (ХФИЦ ДВО РАН), Институт Материаловедения ДВО РАН обособленное подразделение ХФИЦ ДВО РАН

Хабаровск

参考

  1. Sidhu, S.S. A review on alloy design, biological response, and strengthening of β-titanium alloys as biomaterials / S.S. Sidhu, H. Singh, M.A.H. Gepreel // Mater. Sci. Eng. : C. 2021. V.121. P.111661. https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.111661.
  2. Golubeva, A.A. Layer-by-layer analysis of the Cr–Ni– Ti coating substructure obtained via selective laser melting / A.A. Golubeva, S.V. Konovalov, Y.F. Ivanov, K.A. Osintsev, I.A. Komissarova // J. Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2020. V.14. P.1022—1028. DOI 10.1134/ S1027451020050286.
  3. Тамбовский, И.В. Повышение твердости и износостойкости технического титана анодной электролитно-плазменной цементацией / И.В. Тамбовский, С.А. Кусманов, Т.Л. Мухачева, Б.Л. Крит, И.В. Cуминов, Р.С. Хмыров, И.Р. Палёнов, Р.А. Вдовиченко, В.И. Морозов // Металлы. 2023. №3. С.11—17. doi: 10.31857/S0869573323030023
  4. Noronha Oliveira, M. Can degradation products released from dental implants affect peri-implant tissues? / M. Noronha Oliveira, W.V.H. Schunemann, M.T. Mathew, B. Henriques, R.S. Magini, W. Teughels, J.C.M. Souza // J. Periodontal Res. 2018. V.53. №1. P.1—11. https://doi.org/10.1111/jre.12479
  5. Cai, F. Effect of inserting the Zr layers on the tribocorrosion behavior of Zr/ZrN multilayer coatings on titanium alloys / Cai F., Zhou Q., Chen J., Zhang S. // Corros. Sci. 2023. V.213. P.111002. https:// doi.org/10.1016/j.corsci.2023.111002
  6. Akimoto, T. Evaluation of corrosion resistance of implant use TiZr binary alloys with a range of compositions / T. Akimoto, T. Ueno, Y. Tsutsumi, H. Doi, T. Hanawa, N. Wakabayashi // J. Biomedical Mater. Res. Pt.B: Applied Biomaterials. 2018. V.106. №1. P.73—79. https://doi.org/10.1002/jbm.b.33811
  7. Tsutsumi, Y. Difference in surface reactions between titanium and zirconium in Hanks’ solution to elucidate mechanism of calcium phosphate formation on titanium using XPS and cathodic polarization / Y. Tsutsumi, D. Nishimura, H. Doi, N. Nomura, T. Hanawa // Mater. Sci. Eng. : C. 2009. V.29. №5. P.1702—1708. https://doi.org/10.1016/ j.msec.2009.01.016
  8. Milosev, I. Conversion coatings based on zirconium and/or titanium / I. Milosev, G.S. Frankel // J. Electrochem. Soc. 2018. V.165. №3. P.C127—C144. doi: 10.1149/2.0371803jes
  9. Balla, V.K. Laser-assisted Zr/ZrO coating on Ti for load-bearing implants / V.K. Balla, W. Xue, S. Bose, A. Bandyopadhyay // Acta Biomaterialia. 2009. V.5. №7. P2800—2809. https://doi.org/10.1016/ j.actbio.2009.03.032
  10. Romanov, D.A. Titanium-zirconium coatings formed on the titanium implant surface by the electroexplosive method / D.A. Romanov, K.V. Sosnin, V.E. Gromov, V.A. Bataev, Y.F. Ivanov, A.M. Glezer, R.V. Sundeev // Materials Letters. 2019. V.242. P.79—82. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.01.088
  11. Smolina, I. Structure and phase structure of electrospark Zr coatings on titanium alloys / I. Smolina // Challenges of Modern Technol. 2012. V.3. №2. P.12— 14.
  12. Пячин, С.А. Влияние добавок оксидов и карбидов металлов на свойства интерметаллидных TIAl электроискровых покрытий / С.А. Пячин, А.А. Бурков, Н.М. Власова, Е.А. Кириченко // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2016. Т.13. №2. С.168—173.
  13. Shafyei, H. Fabrication, microstructural characterization and mechanical properties evaluation of Ti/TiB/ TiB composite coatings deposited on Ti6Al4V alloy by electro-spark deposition method / H. Shafyei, M. Salehi, A. Bahrami // Ceramics Internat. 2020. V.46. №10. P.15276—15284. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.03.068
  14. Pyachin, S.A. Formation and study of electrospark coatings based on titanium aluminides / S.A. Pyachin, A.A. Burkov, V.S. Komarova // J. Surface Investigation : X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2013. V.7. №3. P.515—522. DOI: 10.1134/ S1027451013030336.
  15. Pyachin, S.A. Formation of intermetallic coatings by electrospark deposition of titanium and aluminum on a steel substrate / S.A. Pyachin, A.A. Burkov // Surface Eng. Applied Electrochem. 2015. V.51. №2. P.118—124. doi: 10.3103/S1068375515020131.
  16. Бурков, А.А. Характер массопереноса при электроискровом осаждении твердого сплава ВК8 на сталь 35 в среде гранул / А.А. Бурков // Заготовительные производства в машиностроении. 2014. №10. С.33—38.
  17. Бурков, А.А. Влияние энергии разрядных импульсов при электроискровом осаждении аморфных покрытий / А.А. Бурков // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2022. Т.58. №5. С.526—536. doi: 10.31857/S0044185622050059
  18. Kwok, D.Y. Contact angle measurement and contact angle interpretation / D.Y. Kwok, A.W. Neumann // Advances in colloid and interface science. 1999. V.81. №3. P.167—249. doi: 10.1016/S00018686(98)00087-6
  19. Jl, M. Binary alloy phase diagrams, in alloy phase diagram / M. Jl ; ed by A. Baker // ASTM Internat., Mater. Park, OH. 1987. V.340.
  20. Ho, W.F. Structure, mechanical properties, and grindability of dental Ti–Zr alloys / Ho W.F., Chen W.K., Wu S.C., Hsu H.C. // J. Mater. Sci. : Materials in medicine. 2008. V.19. P.3179—3186.
  21. Бурков, А.А. Ti-Cr-Cu электроискровые покрытия на стали Ст3 / А.А. Бурков, В.О. Крутикова, А.Ю. Быцура, В.К. Хе // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2023. №1. С.93—104. doi: 10.54826/19979258_2023_1_93
  22. Li, Y.C. Effect of spray powder particle size on the bionic hydrophobic structures and corrosion performance of Fe-based amorphous metallic coatings / Li Y.C., Zhang W.W., Wang Y., Zhang X.Y., Sun L.L. // Surf. Coat. Technol. 2022. V.437. Art.128377. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128377
  23. Rosalbino, F. Corrosion behavior assessment of cast and HIPed Stellite 6 alloy in a chloride-containing environment / F. Rosalbino, G. Scavino // Electroch. Acta. 2013. V.111. Р.656—662. DOI 10.1016/ j.electacta.2013.08.019.
  24. Горелов, В.П. Высокотемпературные фазовые переходы в ZrO / В.П. Горелов // ФТТ. 2019. Т.61. №7. С.1346—1351.
  25. Wang, W. The improved corrosion and wear properties of Ti-Zr based alloys with oxide coating in simulated seawater environment / Wang W., Cui W., Xiao Z., Qin G. // Surf. Coat. Technol. 2022. V.439. Art.128415.
  26. Cordeiro, J.M. Characterization of chemically treated Ti-Zr system alloys for dental implant application / J.M. Cordeiro, L.P. Faverani, C.R. Grandini, E.C. Rangel, N.C. da Cruz, F.H.N. Junior, W.G. Assunсa~o // Mater. Sci. Eng. : C. 2018. V.92. P.849—861. https://doi.org/10.1016/j.msec.2018.07.046
  27. Vashishtha, N. Abrasive wear maps for high velocity oxy fuel (HVOF) sprayed WC-12Co and CrC-25NiCr coatings / N. Vashishtha, S.G. Sapate // Tribology international. 2017. V.114. P.290—305. DOI: 10.1016/ j.triboint.2017.04.037.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024