Record Details

A REVIEW OF STUDIES OF TITANIUM ALLOY Ti-6Al-4V SURFACE ENGINEERING METHODS

Наукові журнали Національного Авіаційного Університету

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title A REVIEW OF STUDIES OF TITANIUM ALLOY Ti-6Al-4V SURFACE ENGINEERING METHODS
ОГЛЯД РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ ІНЖЕНЕРІЇ ПОВЕРХНІ ТИТАНОВОГО СПЛАВУ TI-6AL-4V
 
Creator Тісов, Олександр Вікторович
Корнієнко, Анатолій Олександрович
Юрчук, Аліна Олександрівна
Науменко, Ніла Олександрівна
Костецький, Іван Володимирович
 
Subject titanium; titanium alloy; properties; Tі-6Al-4V.; VТ6; wear resistance; coating
—
титан; титановий сплав; властивості; Tі-6Al-4V.; ВТ6; зносостійкість; покриття
УДК 621.891
 
Description The paper reviews researches on increasing the wear resistance of double-phase titanium alloy Ti-6Al-4V. The researches were carried out for various friction conditions – pin-on-disk, point contacts, fretting wear etc. It has been determined that the preliminary explosive shock treatment adapts the surface of alloy to th chemical-thermal treatment, which can significantly increase the thickness of the nitrided layer and improve the wear resistance of the material. Laser pulse pinning has a positive effect on the endurance of the alloy in conditions of fretting-fatigue - more than 5 times compared with the basic material. It has been established that a number of coatings not only increase wear resistance, but can simultaneously reduce the coefficient of friction (multilayer PVD WC/C coating). To improve adhesion, it is worth choosing systems in which the difference in mechanical characteristics (in particular, the modulus of elasticity) will be minimal. It is important to apply an intermediate sublayer between base material and the coatings applied by PVD and CVD methods. Such a sublayer improves the adhesion of the coating to the substrate, increases the working capacity of the coating. The coating of Ti-6Al-4V alloy by carbon using ion implantation method also significantly improves its tribological properties - friction coefficient was reduced to 0.12-0.14, and wear loss of counterpart was more than 10 times less when compared with untreated alloy. Under conditions of impact with a slip, the best properties were demonstrated by carbon coating applied by ion implantation method. Also, excellent results were obtained in the study of an alloy coated with hydrogenated amorphous carbon. The resulting coatings were thicker than 5 microns. For coatings applied by different methods, critical load of transition from normal to catastrophic wear was determined. The highest value is 80N for coating with CrN sublayer, and for coating with no sublayer – 45n.
У роботі проведено огляд досліджень щодо підвищення зносостійкості двофазного титанового сплаву Tі-6Al-4V, аналогом якого є вітчизняний сплав ВТ6. Дослідження виконувалися для різних умов тертя – палець по диску, точкових контактів, фретингу. Визначено, що попередня детонаційна імпульсна обробка пристосовує поверхню сплаву до хіміко-термічної обробки, унаслідок чого вдається суттєво збільшити товщину азотованого шару та покращити зносостійкість матеріалу. Лазерна імпульсна обробка має позитивний вплив на витривалість сплаву в умовах фретинг-втоми – понад 5 разів у порівнянні з базовим зразком. Встановлено, що ряд покриттів не тільки підвищують зносостійкість, але можуть одночасно знижувати коефіцієнт тертя (багатошарове PVD WC/C покриття). Для покращення адгезії, варто обирати системи, у яких різниця механічних характеристик (зокрема, модуля пружності) буде мінімальною. Важливим є нанесення проміжного підшару між матеріалом основи і покриттями, нанесених методами PVD i CVD. Такий підшар покращує адгезію покриття до основи, збільшує працездатність покриття. Покриття сплаву Tі-6Al-4V шаром вуглецю методом іонної імплантації теж суттєво покращує його трибологічні властивості – коефіцієнт тертя вдалося знизити до 0,12-0,14, а зношування контртіла було більше ніж у 10 разів меншим, порівняно із необробленим сплавом. В умовах удару з проковзуванням найкращі властивості мало вуглецеве покриття, нанесене методом іонної імплантації. Також, відмінні результати було отримано при дослідженні сплаву, покритого гідрогенізованим аморфним вуглецем. Отримані покриття мали товщину понад 5 мкм. Для покриттів, нанесених різними методами, було визначено критичне навантаження переходу від нормального до катастрофічного зношування. Найвище отримане значення – 80Н для покриття з CrN підшаром, тоді як для покриттів без підшару – 45Н.
 
Publisher National Aviation University
 
Contributor —
—
 
Date 2018-09-24
 
Type —
 
Format application/pdf
 
Identifier http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/PTZ/article/view/13309
10.18372/0370-2197.3(80).13309
 
Source Проблеми тертя та зношування; № 3(80) (2018); 41-45
Problems of Friction and Wear; № 3(80) (2018); 41-45
Проблемы трения и изнашивания; № 3(80) (2018); 41-45
 
Language uk
 

Технічна підтримка: НДІІТТ НАУ