Предложена технологическая схема формирования структуры и архитектуры многофункциональной многослойной поверхностной композиции из многокомпонентных материалов с эффектом памяти формы (ЭПФ) различного функционального назначения, с существенно отличающимися температурами фазовых превращений. Комплексная технология формирования поверхностной композиции осуществлялась на запатентованном оборудовании в условиях комплексных высокоэнергетических воздействий, включающих механическую активацию наносимого порошкового материала, высокоскоростное газопламенное напыление с последующей термической и термомеханической обработкой в едином вакуумном цикле с возможностью подачи порошка в разные зоны газового потока. Последовательность нанесения функциональных слоев, их состав, толщина, структурно-фазовое состояние и дисперсность определяются условиями эксплуатации и управляются режимами обработки. На примере поверхностной композиции «сталь-Ni–TiNiZr–TiNiCo» показано, что использование материалов с ЭПФ позволяет формировать поверхностную композицию, функционально-ориентированную не только на повышение эксплуатационных свойств, таких как износостойкость, усталостная прочность, коррозионностойкость, но и на повышение живучести и ресурса за счет особых свойств материалов с ЭПФ и архитектуры композиции. Экспериментальные исследования показали эффективность использования разработанных технологий для повышения эксплуатационных свойств.
We have developed a flow chart of formation of structure and architecture of multi-multi-layer composition of the surface of multicomponent materials with shape memory effect (SME) for different purposes, with very different temperatures of phase transformations. Complex formation technology on the surface of the composition was carried out in a proprietary hardware integrated high energy impacts caused mechanical activation comprising particulate material, high speed flame spraying with the subsequent thermal and thermomechanical treatment in a single vacuum cycle to supply the powder in different areas of the gas flow. The sequence of deposition of functional layers, their composition, thickness, structure-phase state and dispersity determined by operating conditions and control the mode of processing. For example, surface composition, «Steel-Ni-TiNiZr-TiNiCo» shows that the use of materials with shape memory effect allows you to create a surface composition, function-oriented, not only to improve the performance properties, such as wear-fatigue characteristics, corrosion resistance, but also to improve the vitality and life due to the special properties of materials with shape memory composition and architecture. Experimental studies have shown the effectiveness of the use of technologies developed to improve the performance properties.
1. Беляев С.П., Рубаник В.В., Реснина Н.Н., Рубаник В.В. мл., Ломакин И. В. Мартенситные превращения и обратимая деформация в биметаллическом композитеTi49,3Ni50,7 – Ti50Ni50 // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. – 2013. – Т. 18, Вып.7. – С. 2029.
2. Бледнова Ж.М., Махутов Н.А., Русинов П.О. Перспективы использования материалов с памятью формы для формирования многофункциональных покрытий на изделиях машиностроительного назначения // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2013. – Т. 79, № 11. – С. 49–56.
3. Глезер А.М. Принципы создания многофункциональных конструкционных материалов нового поколения // Успехи физических наук. – 2012. – Т. 182, № 5 – С. 559–567. DOI: 10.3367/UFNr.0182.201205h.05592.
4. Дроздов Ю.Н, Наумов Ю.Н., Тананов, М.А. “Трибология в космосе” // Трение и смазка в машинах и механизмах. – 2009. – № 2. – С. 41–46.
5. Михайлов А.Н., Михайлов Д.А, Грубка Р.М., Петров М.Г. Повышение долговечности деталей машин на базе функционально-ориентированных покрытий // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2015. – 7(49). – С. 20–39.
6. Наукоемкие технологии в машиностроении / А.Г. Суслов, Б.М. Базров, В.Ф. Безъязычный и др.; под ред. А.Г. Суслова. – М.: Машиностроение, 2012. – 528 с.
7. Русинов П.О., Бледнова Ж.М. Инженерия поверхности с использованием многокомпонентных материалов с эффектом памяти формы (глава 3): коллективная монография // Итоги науки. – М.: РАН, 2015. – 231 с.
8. Blednova Zh.M, Rusinov P.O. Intellectualization of surface layers, working under cyclic loading and reversing friction // Applied Mechanics and Materials. Trans Tech Publications, Switzerland. – 2015.– Vol. 798 (2015). – Р. 440–446.
9. Rusinov P.O., Blednova Zh.M., Balaev E.Y., Dmitrenko D.V. Formation of composite layers TiNiZr-cBN-Co, working in conditions of cyclic loading and reverse friction // Procedia Structural Integrity. – 2016. – № 2. – Р. 1506–1513.
10. Blednova Zh. M., Rusinov P.O., Dmitrenko D.V. Failure analysis of screw propellers and increase of fail safety by surface modification with multicomponent materials with shape memory effect // Procedia Structural Integrity. – 2016. – № 2. – Р. 1497–1505.