Повышение износостойкости жаропрочного никелевого сплава с помощью анодной плазменно-электролитной обработки

Григорьев С.Н., Мухачева Т.Л., Тамбовский И.В., Кусманова И.А., Сорокина О.В., Гапонов В.А., Мустафаев Э.С., Суминов И.В., Кусманов С.А.

Abstract

УДК 544.558+66.088

Показана возможность плазменно-электролитной обработки жаропрочного никелевого сплава ХН77ТЮР, которая приводит к удалению краевых трещин, снижению твердости и повышению износостойкости. Установлено, что обработка в электролите на основе карбамида и хлорида аммония приводит к образованию нитроцементованных слоев без формирования соединений включения. Проведены трибологические испытания по схеме «шар–диск», которые показали наилучшие результаты после обработки при 900 °С (снижение объемного износа в 15,7 раза), когда сокращение шероховатости (в 5 раз) и наличие оксидных слоев большой толщины определяют равномерный период приработки, выходя на более низкое значение коэффициента трения, а гомогенизация сплава, сопровождающаяся удалением трещин, определяет более мягкий механизм изнашивания. Получены положительные результаты при испытаниях на абразивный износ: после обработки при 600 и 900 °С объемный износ снижается в 2,6 и 2,2 раза соответственно.

Ключевые слова: жаропрочный никелевый сплав, плазменно-электролитная обработка, микротвердость, шероховатость, износостойкость, коэффициент трения.

A possibility of the plasma electrolytic treatment of a heat-resistant nickel alloy ChN77TiAlB, which leads to the removal of edge cracks, a decrease in hardness and an increase in wear resistance, is shown. The volt-ampere and volt-temperature characteristics of the plasma electrolytic treatment, typical for anodic processes, are revealed. Changes in the morphology and roughness of the surface, the structure and microhardness of the surface layers are considered. It was established that the treatment in an electrolyte based on carbamide and ammonium chloride leads to the formation of nitrocarburized layers without the formation of compounds. The combined effect of both high-temperature oxidation and anodic dissolution on the morphology and roughness of the surface was determined. Tribological tests were conducted using the ball-on-disk scheme, which showed the best results after treatment at 900 °C (reduction in volumetric wear by 15.7 times), when a reduction in roughness (by 5 times) and the presence of thick oxide layers determine a uniform running-in period, reaching a lower value of the friction coefficient, and homogenization of the alloy, accompanied by the removal of cracks, determines a softer wear mechanism. Positive results were obtained in abrasive wear tests: after treatment at 600 and 900 °C, volumetric wear decreased by 2.6 and 2.2 times, respectively.

Keywords: heat-resistant nickel alloy, plasma electrolytic treatment, microhardness, surface roughness, wear resistance, friction coefficient.

Download full-text PDF. 38 downloads

Menu

Vol. 61 (2025), Issue 3, p. 1-11

Повышение износостойкости жаропрочного никелевого сплава с помощью анодной плазменно-электролитной обработки

Abstract