Влияние соотношения элементов на структуру и стойкость к окислению покрытий системы Ti-Al-Cr, сформированных вневакумной электронно-лучевой наплавкой

Abstract

Титан при нагреве взаимодействует с газами атмосферы, что приводит к образованию на его поверхности оксидной пленки TiO2, которая не обеспечивает защиты материала от дальнейшего окисления. Для решения данной проблемы на титан наносят жаростойкие покрытия, в том числе покрытия на основе алюминидов титана. В данной работе рассматриваются поверхностные слои системы Ti-Al-Cr c различной концентрацией компонентов. Методами структурного анализа и расчета фазовых диаграмм исследован фазовый состав сформированных покрытий. Циклический нагрев наплавленных слоев позволил выявить составы, обеспечивающие защиту титана от окисления. На основании исследований образцов после испытаний описаны процессы, сопровождающие окисление сплавов.

When heated, titanium interacts with atmospheric gases, which leads to the formation of a TiO2 oxide scale on its surface. This scale does not protect the material from further oxidation. To solve this problem, heat-resistant coatings are applied to titanium, including titanium aluminide-based coatings. This paper considers the Ti-Al-Cr surface layers with different concentrations of components. The phase composition of the fabricated coatings was studied using the structural analysis and calculation of phase diagrams. Cyclic heating of the cladding layers made it possible to identify compositions that protect titanium from oxidation. Based on the study of specimens after testing, the processes accompanying the oxidation of alloys were described.