Брянский государственный аграрный университет, Брянск, Россия¹ ; Брянский государственный инженерно-технологический университет, Брянск, Россия²:

Ю. Е. Кисель, профессор кафедры электрооборудования и электротехнологий¹, профессор кафедры общетехнических дисциплин и физики², докт. техн. наук, доцент, эл. почта: ypk2@mail.ru

Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (ФГУП «НАМИ»), Москва, Россия:
А. В. Коломейченко, заведующий отделом перспективных технологий Центра сельскохозяйственного машиностроения, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: a.kolomiychenko@nami.ru

Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Владимир, Россия¹ ; Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия²:
В. Б. Деев, главный научный сотрудник¹, профессор кафедры обработки металлов давлением², докт. техн. наук, профессор, эл. почта: deev.vb@mail.ru

Уфимский университет науки и технологий (УУНиТ), Уфа, Россия:
Н. Ю. Дударева, профессор кафедры двигателей внутреннего сгорания, докт. техн. наук, доцент, эл. почта: dudareva.nyu@ugatu.su

Представлены результаты исследования влияния электротермической обработки на физико-механические свойства композиционных электрохимических покрытий, состоящих из матрицы (электролитическое железо) и твердых металлокерамических дисперсных наполнителей (оксидов, карбидов, боридов). Выполнена электротермическая обработка на индукционной закалочной установке токами высокой частоты. Исследованы структура и механические свойства образцов после их нагрева до различных температур в диапазоне 200–1200 °C. Стандартными методами исследованы прочность на растяжение, абразивная износостойкость и микротвердость образцов. Динамика фазовых изменений в покрытии изучена при помощи дериватографа. Микроструктура композита исследована по фотографиям микрошлифов, полученных при различном увеличении. При анализе полученных результатов рассмотрен характер изменения структуры и механических свойств композитов в различных областях указанного выше температурного диапазона. Анализ экспериментальных данных позволил установить изменение структуры и механических свойств композитов в результате электротермической обработки, что ведет к увеличению прочности и износостойкости. Выявлено, что термическое воздействие имеет оптимизационный характер.

Работа выполнена в рамках государственного задания в сфере научной деятельности Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема FZUN-2020-0015, госзадание ВлГУ).

1. Гурьянов Г. В. Электроосаждение износостойких композиций. — Кишинев : Штиинца, 1986. — 240 с.
2. Гурьянов Г. В., Кисель Ю. Е. Износостойкие электрохимические сплавы и композиты на основе железа. — Брянск : Издательство БГИТА, 2015. — 98 с.
3. Gyawali G., Cho S. H., Lee S. W. Electrodeposition and characterization of Ni – TiB2 composite coatings // Met. Mater. Int. 2013. Vol. 19. P. 113–118.
4. Bobanova Z. I., Dikusar A. I., Cesiulis H. et al. Micromechanical and tribological properties of nanocrystalline coatings of iron-tungsten alloys electrodeposited from citrate-ammonia solutions // Russ. J. Electrochem. 2009. Vol. 45. P. 895–901.
5. Vasil’eva E. A., Tsurkan A. V., Protsenko V. S., Danilov F. I. Electrodeposition of composite Fe–TiO₂ coatings from methanesulfonate electrolyte // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2016. Vol. 52, Iss. 3. P. 532–537.
6. Zhukova I. Y., Degtyar L. A., Bobrikova I. G. Kinetic characteristics of electrodeposition of Ni-Co-Аl2О3 composite coating // Key Engineering Materialsthis. 2021. Vol. 887. P. 325–331.
7. Lassner E., Schubert W. D. Tungsten: Properties, Chemistry, Technology of the Element, Alloys, and Chemical Compounds. — Springer, 1999. — 422 p.
8. Kisel’ Y. E., Kravchenko I. N., Kuznetsov Y. A., Velichko S. A., Galinovskii A. L. Submicrostructure of "pure" electrolytic coatings // Russian Metallurgy (Metally). 2022. No. 6. P. 660–665.
9. Kisel’ Y. E., Gorlenko A. O., Kolomeichenko A. V., Boldyrev D. A. Increasing the wear resistance of parts by iron-based polymer–metal composites // Steel in Translation. 2022. Vol. 52, Iss. 6. P. 624–627.
10. Bratoeva M., Atanasov N. Effect of sulfamatecitrate electrolyte pH on the Ni–W alloy electrodeposition // Russ. J. Electrochem. 2000. Vol. 36. P. 60–63.
11. Nishi Y., Mogi Y., Oguri K., Watanabe T. Preparation of Fe–W amorphous films by an electroplating method // J. Mater. Sci. Lett. 1995. Vol. 14. P. 1–3.
12. Ghafer Z., Raeissi K., Golozar M. A., Edris H. Characterization of Nanocrystalline Co–W coatingson Cu substrate, electrodeposited from a citrateammonia bath // Surf. Coat. Technol. 2011. Vol. 206. P. 497–505.
13. Belevskii S. S., Yushchenko S. P., Dikusar A. I. Anomalous electrodeposition of Co–W coatingsfrom a citrate electrolyte due to the formation of multinuclear heterometallic complexes in the solution // Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2012. Vol. 48. P. 97, 98.
14. Кисель Ю. Е., Гурьянов Г. В. Лазерная обработка композиционных электрохимических покрытий // Тракторы и сельхозмашины. 2013. № 4. С. 53–55.
15. Девойно О. Г., Кардаполова М. А., Калиниченко А. С. Технология формирования износостойких покрытий на железной основе методами лазерной обработки : монография. — Минск : БНТУ, 2020. — 280 с.
16. Анциферов В. Н. Порошковое материаловедение : учебное пособие. — Пермь : Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2011. — 442 с.
17. Савич В. В., Оглезнева С. А. Порошковая металлургия: современное состояние и перспективы развития : монография. — Пермь : Перм. нац. исслед. политехн. ун-т, 2021. — 695 с.
18. Мчедлов С. Г. Газотермическое покрытие в технологии упрочнения и восстановления деталей машин. Газопламенное и детонационное напыление // Технология машиностроения. 2008. № 6. С. 35–46.
19. Пузряков А. Ф. Теоретические основы технологии плазменного напыления. — М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. — 360 с.
20. Хокинг М., Васантасри В., Сидки П. Металлические и керамические покрытия. Получение, свойства и применение / под ред. Р. А. Андриевского. — М. : Мир, 2000. — 516 с.
21. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. — М. : Металлургия, 1993. — 448 с.
22. Свечникова Л. А., Темных В. И., Токмин А. М. Фазовые и структурные превращения в металлах и сплавах. — Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2019. — 284 с.
23. Кисель Ю. Е., Гурьянов Г. В. Структура и некоторые прочностные свойства электролитических сплавов железа // Упрочняющие технологии и покрытия. 2009. № 7. С. 25–30.
24. Лабунец В. Ф., Ворошнин Л. Г., Киндарчук М. В. Износостойкие боридные покрытия. — Кишинев : Тэхника, 1989. — 158 с.
25. Смольников Е. А. Термическая и химико-термическая обработка инструментов в соляных ваннах. — М. : Машиностроение, 1989. — 311 с.
26. Иванов С. Г., Гармаева И. А., Андросов А. П., Зобнев В. В., Гурьев А. М., Марков В. А. Фазовые превращения и структура комплексных боридных покрытий // Ползуновский вестник. 2012. № 1/1. С. 106–108.
27. Сафонов А. И., Тарасова Т. В. Процессы лазерного легирования сталей неметаллическими компонентами // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Серия «Машиностроение». 1997. № 2. С. 69–77.
28. Баландин Ю. А. Комплексное насыщение поверхности инструментальных сталей бором, медью и хромом в псевдоожиженном слое // Известия вузов. Черная металлургия. 2005. № 7. С. 50–52.
29. Домбровский Ю. М., Степанов М. С. Формирование композитного боридного покрытия на стали при микродуговой химико-термической обработке // Известия вузов. Черная металлургия. 2015. Т. 58. № 3. С. 214, 215.
30. Кисель Ю. Е., Гурьянов Г. В., Кисель П. Е. К структурным изменениям электрохимических покрытий при высокотемпературном нагреве // Упрочняющие технологии и покрытия. 2010. № 8. С. 30–34.
31. Кисель Ю. Е. Повышение долговечности деталей сельскохозяйственной техники электротермической обработкой композиционных электрохимических покрытий : автореф. дис. … докт. техн. наук. — Саратов, 2014. — 40 с.
32. Юдина Е. М. Повышение ресурса восстановленных деталей сельскохозяйственной техники композиционными гальваническими покрытиями на основе железа : автореф. дис. … канд. техн. наук. — М., 1993. — 16 с.
33. Гамбург Ю. Д. Электрохимическая кристаллизация металлов и сплавов. — М. : Янус-К, 1997. — 384 с.
34. Егунов В. П. Введение в термический анализ : монография. — Самара, 1996. — 270 с.
35. ГОСТ 23.208–79. Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытания материалов на износостойкость при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы. — Введ. 01.03.1983.
36. Горелик С. С., Скаков Ю. А., Расторгуев Л. Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. — М. : МИСиС, 1994. — 328 с.
37. Суворов Э. В. Физические основы экспериментальных методов исследования реальной структуры кристаллов. — Черноголовка : ИФТТ РАН, 2021. — 209 с.
38. Введенский В. Ю., Лилеев А. С., Перминов А. С. Экспериментальные методы физического материаловедения. — М. : Изд. дом МИСиС, 2011. — 310 с.
39. Колемаев В. А., Староверов О. В., Турундаевский В. Б. Теория вероятностей и математическая статистика. — М. : Высшая школа, 1991. — 400 с.
40. Щурин К. В., Копылов О. А., Панин И. Г. Планирование и обработка результатов эксперимента. — Королев : МГОТУ, 2019. — 196 с.
41. Ткачев А. Н. Планирование и обработка результатов эксперимента. — Новочеркасск : ЮРГПУ, 2015. — 230 с.
42. Гармаева И. А. Фазовый состав и кинетика формирования диффузионных слоев при борировании сталей : автореф. дис. … канд. техн. наук, 2008. — 16 с.
43. Головин И. С. Внутреннее трение и механическая спектроскопия металлических материалов. — М. : Изд. дом МИСиС, 2012. — 247 с.
44. Ворошнин Л. Г., Менделеева О. Л., Сеткин В. А. Теория и технология химико-термической обработки : учебное пособие для вузов. — Киев : Новое знание, 2010. — 304 с.
45. Гурьев А. М., Козлов Э. В., Игнатенко Л. Н., Попова Н. А. Физические основы термоциклического борирования. — Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2000. — 250 с.