Вакуумно-дугові покриття для камер згоряння ракетних двигунів
Надтока, ВМ, 1Гусарова, ІО, Краєв, МВ, Борисенко, АЮ, Бондар, ДМ, Осіновий, ГГ 1Державне підприємство «Конструкторське бюро «Південне» ім. М. К. Янгеля», Дніпропетровськ |
Косм. наука технол. 2024, 30 ;(5):19-28 |
https://doi.org/10.15407/knit2024.05.019 |
Мова публікації: Англійська |
Анотація: Досліджено захисні жаростійкі покриття на основі сплавів Ni-Cr, Fe-Ni-Cr, що отримано вакуумно-дуговим осадженням з використанням катодів зі сплавів ніхром ХН78Т і сталь 12Х18Н10Т. Мікроструктурний аналіз досліджуваних вакуумно-дугових покриттів за різного вмісту реакційного газу азоту в камері осадження показав наявність двох фаз - матриці з розподіленими в ній частинками краплинної фази різного розміру і форми. При вакуумно-дуговому осадженні покриттів на основі Ni-Cr та Fe-Ni-Cr при струмі дугового розряду на катоді — 55 А для Ni-Cr, 82 А для Fe-Ni-Cr, напрузі горіння дуги на катоді 28—32 В та температури підкладки 490 ± 30 оС за відсутністю азоту отримують покриття, структура яких не має вираженої орієнтації кристалітів, мікротвердість дорівнює 330—374 HV. При підвищенні тиску азоту дифузійна рухливість атомів зменшується, що призводить до формування грубокристалічної «пористо-колончастої» структури покриттів з високою пористістю, несуцільністю в об’ємі та шорсткістю поверхні. Вплив тиску реакційного газу азоту в камері на характеристики міцності покриттів оцінювали по їх мікротвердості. Додавання азоту до тиску до 0.13 Па призводить до підвищенням мікротвердості обох покриттів, подальше збільшення тиску майже не впливає на мікротвердість. Встановлено, що тиск азоту до 0.13 Па забезпечує оптимальне поєднання міцності та суцільної структури покриттів без утворення пор та виражених стовпчастих кристалітів. Жаростійкі сплави Ni-Cr з 80 % Ni є одними із найбільш жаростійких промислових матеріалів з максимальною робочою температурою 1200 оС, однак їх вартість досить висока, що підвищує привабливість використання Fe-Ni-Cr за умови достатньої жаростійкості в робочому діапазоні температур. Тому доцільно проводи подальше дослідження як Ni-Cr, так Fe-Ni-Cr покриттів для розробки технології осадження, що забезпечить необхідний рівень функціональних параметрів. Регулювання тиску азоту дозволяє керувати структурою та властивостями покриття під час їх осадження
|
Ключові слова: Fe-Ni-Cr, жаростійкі покриття на основі сплавів Ni-Cr, мікро-твердість, мікроструктура |
Рубрика: