2022 № 2 Двигуни внутрішнього згоряння
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/65912
Переглянути
Документ Теплофизические характеристики HVAF-покрытия из квазикристаллического сплава системы Al-Cu-Fe(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Фролов, Геннадий Александрович; Ефимов, Николай Александрович; Кисель, Вячеслав Михайлович; Евдокименко, Юрий Игоревич; Боровик, Дмитрий Валериевич; Бучаков, Сергей ВасильевичВ статье представлены результаты определения коэффициента теплопроводности квазикристаллических покрытий системы Al-Cu-Fe в диапазоне температур до 900 °С. Квазикристаллический сплав Al-Cu-Fe приобрел большой интерес для практического использования как материал для получения защитных покрытий. Сплав Al-Cu-Fe применяется для получения термобарьерных покрытий в двигателях внутреннего сгорания, антипригарных покрытий на оборудовании химического синтеза и пищевой промышленности, а также для предотвращения обледенения в авиации. Квазикристаллы системы Al-Cu-Fe имеют низкую плотность, высокую твердость, высокий модуль упругости, высокие значения коррозионностойкости и износостойкости, низкий коэффициент трения, пониженную адгезию, низкую теплопроводность в сочетании с коэффициентом теплового расширения, который близок по своей величине к некоторым металлам. Для напыления использовали порошок состава Al63Cu25Fe12 дисперсностью +40/–63 мкм, полученный распылением расплава водой высокого давления и имеющий содержание квазикристаллической фазы около 60 вес. %. Покрытия наносили на торец цилиндрической подложки из стали 45 (диаметр – 25 мм, высота – 10 мм), который перед напылением подвергали струйно-абразивной обработке порошком корунда с определяющим размером частиц 1 мм при давлении распыляющего воздуха 0,5 МПа. Покрытие Al-Cu-Fe толщиной более 0,8 мм было нанесено методом высокоскоростного воздушно-топливного напыления (high-velocity air-fuel (HVAF) spraying) с использованием горелки ГВО-РВ12 при следующем режиме напыления: давление в камере сгорания горелки 1,0 МПа; коэффициент избытка окислителя α ≈ 1,2, дистанция напыления – 270 мм. Образцы устанавливали на боковой поверхности барабана (диаметр 120 мм), вращающегося со скоростью 2,0 об/с (скорость перемещения пятна напыления – 0,8 м/с). Напыление производили в три захода по 10 секунд каждый и с выдержкой для охлаждения по 30 секунд между ними. Определение температурной зависимости теплопроводности покрытия проводили путем решения обратной задачи теплопроводности по одномерным полям температуры в образцах, полученных односторонним струйным нагревом промышленным факелом горячего воздуха (при температурах поверхности до 450 °С) и кислородно-пропановой сварочной горелки (при температуре выше 450 °С). Показано, что значения коэффициента теплопроводности квазикристаллических покрытий и Al-Cu-Fe в диапазоне 20 °С…900 °С изменяются в пределах λ = 1,9 – 2,31 Вт/(м К).