Тольяттинский государственный университет, каф. «Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы», Тольятти, Россия:

А. И. Ковтунов, профессор, докт. техн. наук
Ю. Ю. Хохлов, заведующий лабораторией, эл. почта: y.y.khokhlov@rambler.ru
П. Н. Селянин, старший преподаватель

Сплавы на основе алюминидов титана и алюминидов никеля отличаются уникальным комплексом механических и эксплуатационных свойств. Их можно успешно применять в качестве жаростойких покрытий на изделиях из титана, никеля и их сплавов. Наиболее простым, производительным и универсальным спосо бом формирования покрытий является погружение в алюминиевый расплав с последующим диффузионным отжигом. При окунании на поверхности изделий формируется алюминиевый слой, который трансформируется
в алюминиды при высокотемпературной выдержке. Проведены исследования процессов формирования покрытий на основе алюминидов титана и алюминидов никеля на титане и никеле жидкофазным алитированием с последующим диффузионным отжигом. Для образования адгезионной связи алюминия с никелем и титаном их поверхность предварительно активировали флюсом на основе системы KF – AlF₃ эвтектической концентрации (флюс Nocoloc). Показано влияние высокотемпературной выдержки на кинетику протекания фазовых и структурных превращений в покрытиях на основе алюминидов титана и алюминидов никеля. Установлено влияние времени высокотемпературной выдержки алитированных образцов при 950 ^oC на изменения массы и скорости окисления титановых и никелевых образцов с алюминидными покрытиями. Установлено, что жаростойкость алитированных никелевых образцов значительно выше, чем алитированных титановых. Изменение массы и скорости окисления никелевых образцов с покрытием на основе алюминидов никеля в 20 раз меньше, чем для титановых образцов с алитированным слоем.

1. Ильин В. А., Панарин А. В. Алюминиевые покрытия и способы их получения // Авиационные материалы и технологии. 2014. № 4. С. 37–42.
2. Ковтунов А. И., Сидоров В. П., Чермашенцева Т. В. Алитирование сталей, плакированных алюминием : монография. — Тольятти : Изд-во ТГУ, 2010. — 119 с.
3. Шморгун В. Г., Богданов А. И., Слаутин О. В., Кулевич В. П. и др. Влияние химического состава покрытий сист емы Fe – Cr – Al на их жаростойкость // Известия ВолгГТУ. Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. 2021. № 4. C. 7–12.
4. Шморгун В. Г., Богданов А. И., Слаутин О. В., Кулевич В. П. и др. Алитирование поверхности сплава Х15Ю5 погружением в расплав // Известия ВолгГТУ. Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. 2019. № 4. C. 88–91.
5. Кошелев В. Н., Губенкова О. А. Исследование защитной способности пиролитических алюминиевых покрытий на стали 30ХГСА // Авиационные материалы и технологии. 2009. № 1. С. 6–10.
6. Даненко В. Ф., Гуревич Л. М. Влияние алитирования на свойства углеродистой стали при высоких температурах // Физика и химия обработки материалов. 2015. № 4. С. 92–98.
7. Карпий С. В., Иванов Ю. Ф., Коваль Н. Н., Будовский Е. А. и др. Структура и фазовый состав технически чистого титана, подвергнутого электровзрывному алитированию и последующей электронно-лучевой обработке // Физика и химия обработки материалов. 2010. № 4. С. 51–56.
8. Трыков Ю. П., Шморгун В. Г., Богданов А. И., Таубе А. О. Структура и фазовый состав диффузионной зоны, формирующейся на межслойной границе никель-алюминиевого композита при жидкофазном взаимодействии // Материаловедение. 2015. № 8. C. 35–38.

9. Kiselev S. P., Ryashin N. S., Maksimovskii E. A., Kiselev V. P. et al. Creating a coating from a titanium–aluminum intermetallic compound by th e cold spray technology // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. 2018. No. 59. P. 1126–1135.
10. Пугачева Н. Б. Современные тенденции развития жаростойких покрытий на основе алюминидов железа, никеля и кобальта // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. 2015. № 3. С. 51–82.
11. Zhengjun Shen, Yannan Zhang, Xiaohua Yu. Interfacial microstructure evolution mechanism of high temperature oxidation-resistant Al-based coating on Ti alloy surface // Materials Research Express. 2019. Vol. 6, No. 8. 086472.
12. Zhefeng Xu, Ju Rong, Xiaohua Yu, Meng Kun et al. The interface structure of high-temperature oxidation–resistant aluminum-based coatings on titanium billet surface // The journal of the Minerals, Metals & Materials Society. 2017. Vol. 69, No. 10. P. 1848–1852.
13. Ночовная Н. А., Базылева О. А., Каблов Д. Е., Панин П. В. Интерметаллидные сплавы на ос нове титана и никеля : монография. — М. : ВИАМ, 2018. — 303 с.
14. Ковтунов А. И., Чермашенцева Т. В., Хохлов Ю. Ю., Мямин С. В. Жидкофазное алюминирование стали // Технология металлов. 2011. № 2. С. 33–38.
15. Majid Tavoosi, Sajad Arjmand. The formation of Al3Ti intermetallic compound at the junction interface of titanium–aluminum diffusional coupling by means of diffusional annealing process // Journal of Advanced Materials In Engineering. 2018. Vol. 37, No. 1. P. 37–44.
16. ГОСТ 22178–76. Листы из титана и титановых сплавов. Технические условия. — Введ. 01.07.1978.
17. ГОСТ 6235–91. Листы и полосы никелевые. Технические условия. — Введ. 01.01.1992.
18. ГОСТ 11069–01. Алюминий первичный. Марки. — Введ. 01.01.2003.
19. Ковтунов А. И., Хохлов Ю. Ю., Мямин С. В. Исследование процессов смачивания и растекания алюминия по титану при формировании композиционных материалов пеноалюминий–титан // Цветные металлы. 2017. № 6. С. 74–78.
20. Шашкин О. В. Вакуумная контейнерная пайка титановых и титано-алюминиевых конструкций припоями на основе алюминия : дис. … канд. тех. наук. — Тольятти, 2006. — 164 с.
21. Кулевич В. П. Формирование структуры и свойств диффузионных алюминидных покрытий на поверхности сплавов системы железо – хром – алюминий : дис. … канд. техн. наук. — Волгоград, 2021. — 220 с.
22. Гуревич Л. М. Механизмы ст руктурообраз ования при взаимодействии титана с расплав ом алюминия // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2013. № 6 . С. 6–13.
23. Гуревич Л. М., Трыков Ю. П., Жоров А. Н., Арисова В. Н. Диффузионное взаимодействие в тита но-алюминиевом биметалле ВТ1-АД1 в присутствии жидкой фазы // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2005. № 3. С. 9–12.
24. Ребиндер П. А., Щукин Е. Д. Поверхностные явления в твердых телах в процессах их деформации и разрушения // Успехи физически х наук. 1972. Т. 108, вып. 1. С. 3–42.
25. Шморгун В. Г., Богданов А. И., Таубе А. О., Новиков Р. Е. и др. Исследование структуры и фазового состава оксидной пленки на поверхности слоистого покрытия системы Al – Ni // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2020. № 4. С. 7–13.
26. Шморгун В. Г., Трыков Ю. П., Богданов А. И., Арисова В. Н. и др. Структура и свойства покрытий из интерметаллидных Ni – Al соединений, полученных по комплексной технологии // Известия Волгоградского государственного университета. 2011. № 5. С. 8–11.
27. Шморгун В. Г., Трыков Ю. П., Богданов А. И., Семакова Е. А. Комплексная технология получения покрытий на основе алюминидов никеля // XIX Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. В 4 т. Т. 2. Химия и технология материалов, включая наноматериалы. — Волгоград : Изд-во ВолгГТУ. 2011. — 704 с.
28. Pilone D., Brotzu A. Effect of surface modification on the stability of oxide scales formed on TiAl intermetallic alloys at high temperature // Procedia Structural Integrity. 2016. Vol. 2. P. 2291–2298.
29. Yang M.-R., Wu S.-K. Oxidation resistance improvement of TiAl intermetallics using surface modification // Bulletin of the College of Engineering. 2003. Vol. 89. P. 3–19.