Залежність зносостійкості композиційних електролітичних покриттів від об’ємного вмісту і розмірів частинок зміцнюючої фази

ЗАЛЕЖНІСТЬ ЗНОСОСТІЙКОСТІ КОМПОЗИЦІЙНИХ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНИХ ПОКРИТТІВ ВІД ОБ’ЄМНОГО ВМІСТУ І РОЗМІРІВ ЧАСТИНОК ЗМІЦНЮЮЧОЇ ФАЗИ

DEPENDENCE OF WEAR RESISTANCE OF COMPOSITE ELECTROLYTIC COATINGS ON THE VOLUME CONTENT AND SIZE OF PARTICLES OF THE STRENGTHENING PHASE

Сторінки: 286-290. Номер: №5, 2020 (289)
Автори:
М.С. СТЕЧИШИН, Ю.М. БІЛИК, Н.С. МАШОВЕЦЬ, В.С. КУРСКОЙ
Хмельницький національний університет
M. STECHYSHYN, Yu. BILYK, N. MASHOVETS, V. KURSKOY
Khmelnytskyi National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2020-289-5-286-290
Рецензія/Peer review : 05.11.2020 р.
Надрукована/Printed : 27.11.2020 р.

Анотація мовою оригіналу

Досліджено кавітаційно-ерозійну зносостійкість сформованих композиційних електролітичних покриттів (КЕП) з частинками карбіду кремнію (SiC) різних геометричних розмірів в нейтральних, кислих та лужних середовищах. Показано, що КЕП з частинками SiC_нано і SiC₅ у середньому в 6 разів підвищують зносостійкість сталі 45 нормалізованої в жорсткій воді, у 11 разів в 3-відсотковому розчині NaCl і більше ніж в 16 разів в кислому середовищі. Дослідження також показали, що зі зростанням корозійної активності середовища ефективність дії КЕП зростає, а збільшення розмірів частинок SiC зменшує кавітаційно-ерозійну зносостійкість покриття. Для частинок SiC₅₀ і SiC₂₈ максимальні значення кавітаційно-ерозійної зносостійкості в усіх досліджених середовищах досягаються при їх вмісті в нікелевій матриці C_a=22…25%.
Ключові слова: КЕП, кавітаційно-ерозійна зносостійкість, електроліз, нікелева матриця, карбід кремнію.

Розширена анотація англійською мовою

The combination of different mechanisms of matrix strengthening by large and small filler particles led to the creation of gradient multilayer CEP with “straight” and “inverted” gradients of the structure along the thickness of the coating layer. The use of CEP gradient type increases their wear resistance from 4 to 7 times, which is due to the favorable distribution of internal stresses, especially when using CEP with a “direct” gradient of their structure. Given that cavitation-erosion wear resistance is due to two factors: corrosion and mechanical, it is necessary to investigate not only physical and mechanical characteristics, but also changes in their electrochemical characteristics and corrosion resistance depending on the technological parameters of electrolysis, nature and geometric particle size of the filler. etc. The aim of the work is to study the cavitation-erosion wear resistance of formed composite electrolytic coatings (CEC) with silicon carbide (SiC) particles of different geometric sizes and different volume content in the nickel matrix in neutral, acidic and alkaline media. It is shown that CEC with SiC_nano and SiC₅ particles on average 6 times increase the wear resistance of steel 45 normalized in hard water, 11 times in 3% NaCl solution and more than 16 times in acidic environment. Studies have also shown that with increasing corrosion activity of the environment, the efficiency of CEC increases, and increasing the size of SiC particles reduces the cavitation and erosion resistance of the coating. It was found that increasing the volume content of SiC_nano and SiC₅ particles in the Nickel matrix increases the cavitation-erosion resistance of CEC in all media. The effectiveness of the effect of SiC_nano and SiC₅ particles on the wear resistance of CEC in 3% NaCl solution is manifested at their volume content of the matrix C_a³10%. For SiC₅₀ and SiC₂₈ particles, the maximum values of cavitation-erosion wear resistance in all studied media are achieved when their content in the nickel matrix C_a=22…25%. In the future, it is necessary to investigate the influence of the stress-strain state of the hardened surface, the distance between SiC particles on the physicochemical and tribological characteristics of CEC.
Keywords: CEC, cavitation-erosion wear resistance, electrolysis, nickel matrix, silicon carbide.

References

1. Antropov L.I. Kompozicionnye elektrohimicheskie pokrytiya i materialy / L.I. Antropov, Yu.N. Lebedinskij. – K. : Tehnika, 1986. –200 s.
2. Iznosostojkie diffuzionno-legirovannye kompozicionnye pokrytiya / [M.V. Luchka, M.V. Kindrachuk, P.I. Melnik i dr.]. – K. : Tehnika. – 143 s.
3. Trybotekhnichni kharakterystyky termoobroblenykh kompozytsiinykhelektrolitychnykh pokryttiv z napovniuvachamy evtektychnoho splavu / A. O. Korniienko, I. A. Humeniuk, S. V. Fedorchuk, Yu. V. Pyshchenko. // Problemy tertia ta znoshuvannia. – 2017. – №4 (77). – S. 63–68.
4. 30731 Ukraina, MPK S25D 17/00; C25D 15/00. Elektrolizer dlia nanesennia kompozytsiinykh elektrolitychnykh pokryttiv / Luchka M.V., Derevianko O.V., Korniienko A.O. ta in. – U 200712357 ; zaiavl. 07.11.2007 ; opubl. 11.03.2008, Biul № 16.
5. 55154 Ukraina, MPK C25D11/00; C25D15/00. Halvanichna ustanovka dlia nanesennia kompozytsiinykh elektrolitychnykh pokryttiv / Stechyshyn M.S., Bilyk Yu.M. – U201005565 ; zaiavl.07.05.2010 ; opubl. 10.12.2010, Biul. № 23.
6. Stechishin M.S. Ustanovka dlya nanesennya kompozicijnih elektrolitichnih pokrittiv / M.S. Stechishin, Yu.M. Bilik, A.V.Martinyuk // Herald of Khmelnytskyi National University. – 2008. – № 2. T. 2. – S. 196–199.
7. Bilyk Yu.M. Pidvyshchennia kavitatsiino-eroziinoi znosostiikosti vuhletsevykh konstruktsiinykh stalei kompozytsiinymy elektrolitychnymy pokryttiamy : avtoref. dys. … kand. tekhn. nauk / Yu.M. Bilyk. – Khmelnytskyi, 2014. – 20 s.
8. Iavorskyi V.T. Elektrokhimichne nanesennia metalevykh, konversiinykh ta kompozytsiinykh pokryttiv / V.T. Yavorskyi, O.I.Kuntii, M.S. Khoma. – Lviv : Lvivska politekhnika, 2000. – 216 s.