සාරාංශය: ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධ කාර්ය සාධනය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ලේසර් ආවරණ සහිත Ti2Al6V මතුපිට සකස් කරන ලද Ni + TiB4 සංයුක්ත ආලේපනය, ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය සහ යාන්ත්‍රික ගුණාංග මත කුඩු අනුපාතයේ බලපෑම අධ්‍යයනය කෙරේ. ලේසර් ආවරණ ආලේපනය ප්‍රධාන වශයෙන් TiB,TiB2,α-Ti,β-Ti,NiTi මිශ්‍ර ලෝහ ඝන ද්‍රාවණය සහ TiO2 වලින් සමන්විත වේ. ආවරණ ස්තරය ප්‍රධාන වශයෙන් කළු ඉලිප්සීය අවධිය, දිගටි ඉඳිකටු වැනි අදියර සහ අවට සෛල ස්ඵටික අවධියෙන් සමන්විත වේ. කළු ඉලිප්සාකාර අදියර, ඉඳිකටු වැනි අදියර සහ අවට සෛල ස්ඵටික අදියර පිළිවෙලින් TiB2, TiB, NiTi වේ. TiB2 ආකලන ප්‍රමාණය වැඩි වන විට, TiB අන්තර්ගතය වැඩි වේ, TiB ලෝහමය අංශු රළු වේ. ආවරණ ස්ථරයේ ඉහළම මයික්‍රෝ දෘඪතාව 920 දක්වා ළඟා වේ. 8 HV1. 0, එය Ti3Al6V මිශ්‍ර ලෝහයට වඩා 4 ගුණයක් පමණ වන අතර, වැඩිවන ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව, ආවරණ ආලේපනයේ ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධක ගුණාංග වැඩි දියුණු කරයි. බර වැඩි වීමත් සමඟ බිඳෙනසුලු ඉරීම වඩාත් බරපතල වන අතර සංයුක්ත ආලේපනය අධික බර තත්ව සඳහා සුදුසු නොවේ.
මූල පද: ලේසර් ආවරණ; Ni + TiB2 සංයුක්ත ආලේපනය; Ti6Al4V; ඇඳුම් ප්රතිරෝධය ගුණ

1. හැදින්වීම

ටයිටේනියම් මිශ්‍ර ලෝහවල ඉහළ ශක්තිය, අඩු ඝනත්වය සහ හොඳ විඛාදන ප්‍රතිරෝධය වැනි විශිෂ්ට ගුණාංග ඇති අතර ඒවා බොහෝ විට අභ්‍යවකාශ, සමුද්‍ර ඉංජිනේරු, මෝටර් රථ නිෂ්පාදන සහ වෙනත් ක්ෂේත්‍රවල භාවිතා වේ [1]. කෙසේ වෙතත්, ටයිටේනියම් මිශ්ර ලෝහවල අඩු දෘඪතාව සහ දුර්වල ඇඳුම් ප්රතිරෝධය ඔවුන්ගේ පුළුල් යෙදුම සීමා කරයි. මතුපිට වෙනස් කිරීමේ තාක්ෂණයේ දී, ඉහළ ශක්ති ඝනත්වයක්, කුඩා තාප බලපෑමට ලක් වූ කලාපයක් සහ ශක්තිමත් ලෝහමය බන්ධන සහිත ලේසර් ආවරණ සෑම විටම වැඩි අවධානයක් යොමු කර ඇත [2].

ටයිටේනියම් මිශ්‍ර ලෝහවල ලේසර් ආවරණ සඳහා විවිධ ද්‍රව්‍ය පද්ධති හඳුන්වා දී ඇති අතර, ඒ අතර සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය පද්ධතිය වඩාත් ජනප්‍රිය හා ඵලදායී ක්‍රමයකි [3]. සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය පද්ධතිය තුළ, TiB2 ශක්තිමත් කිරීමේ අදියර දෘඪතාව වැඩි දියුණු කිරීමට සහ ප්‍රතිරෝධය පැළඳීමට හැකි ක්‍රමයක් ලෙස භාවිතා කරයි. Qi K. et al. [1] ලේසර් ආවරණ Fe, Co, Cr, B සහ C මිශ්‍ර කුඩු මගින් Ti2Al6V මිශ්‍ර ලෝහය මත TiB4/ලෝහ සංයුක්ත ආෙල්පනය සකස් කරන ලද අතර, ආෙල්පනයේ යාන්ත්‍රික ගුණ සහ අඳින ගුණාංග මත චුම්බක ක්ෂේත්‍රයේ බලපෑම අධ්‍යයනය කරන ලදී. Lin YH et al. [4] ටයිටේනියම් මිශ්‍ර ලෝහය මත TiB2/TiB අනුක්‍රමණ ආලේපනය සකස් කිරීම සඳහා පිරිසිදු TiB2 කුඩු භාවිතා කරන ලදී. ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව අනුක්‍රමණ අඩුවීමේ ප්‍රවණතාවක් පෙන්නුම් කළ නමුත් අස්ථි බිඳීමේ දෘඪතාව ශ්‍රේණියේ වැඩි වීමේ ප්‍රවණතාවක් පෙන්නුම් කළේය. කුමාර එස් සහ අල්. [5] Ti6Al4V, CBN සහ TiO2 ලේසර් ආවරණ ආලේපනයේ කුඩු මිශ්‍රණය අධ්‍යයනය කරන ලද අතර ඉඳිකටු හැඩැති, සිලින්ඩරාකාර සැරයටිය හැඩැති සහ කෙටි-දිග ඩෙන්ඩ්‍රයිට් හැඩැති විවිධ ව්‍යුහයන් සොයා ගන්නා ලදී. නයිට්‍රයිඩ් සහ බෝරයිඩ් වල ලෝහ න්‍යාස සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය (TiN, TiAlN, AlN සහ TiB2) දෘඪතාව සහ ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ආලේපනයේ ප්‍රධාන ව්‍යුහාත්මක අදියර ලෙස භාවිතා කරන ලදී.

නිකල් හෝ නිකල් මත පදනම් වූ මිශ්‍ර ලෝහය හොඳ ව්‍යුහාත්මක ස්ථායීතාවයක්, ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්‍රතිරෝධයක්, විඛාදන ප්‍රතිරෝධයක්, ඉහළ ශක්තියක් සහ හොඳ තෙත්බවක් සහිත කදිම න්‍යාසයකි. ප්‍රශස්ත මිශ්‍ර ලෝහ කුඩු සඳහා ශක්තිමත් කිරීමේ කාරකය හෝ අදාළ මූලද්‍රව්‍ය සෘජුවම එකතු කිරීමෙන් ලේසර් ආවරණ අංශු ශක්තිමත් කරන ලද සංයුක්ත ආලේපනය සකස් කරන ලද අතර, විවිධ යාන්ත්‍රික ගුණ සහිත අවම වශයෙන් අදියර දෙකක් සහිත ලේසර් ආවරණ ආලේපනය අනාගතයේදී මතුපිට ශක්තිමත් කිරීම සඳහා වැදගත් ඉල්ලුමක් බවට පත්වනු ඇත [6]. Xu SY et al. [7] ලේසර් ආවරණ මගින් Ti60Al6V මිශ්‍ර ලෝහයේ මතුපිට TiC/Ni4 සංයුක්ත ආලේපනය සකස් කරන ලදී. යූ එක්ස්එල් සහ අල්. [2] ලේසර් ආවරණ මගින් වානේ උපස්ථර 20ක් මත නිකල්-ටයිටේනියම් කාබයිඩ් සංයෝග සකස් කර ඇත. Ni/40TiC සංයුක්තයේ ඇති විශාල TiC අංශු ප්‍රමාණය නිකල් ස්ඵටික වර්ධනයට බාධාවක් වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස Ni/40TiC සංයුක්තයේ සියුම් ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයක් ඇති විය. Ni/40TiC සංයුක්තයේ සාමාන්‍ය ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව 851HV පමණ වූ අතර ඝර්ෂණ සංගුණකය 0.43 විය. වැන්ග් Q. et al. [8] Ni-පාදක අනුක්‍රමික සංයුක්ත ආලේපනවල ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය සහ ගුණාංග අධ්‍යයනය කරන ලදී. ආලේපන Ni matrix, WC සහ බහු කාබයිඩ් සහ බෝරයිඩ් දෘඪ අවධි වලින් සමන්විත විය. උපරිම ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව 1053.5HV0.2 දක්වා ළඟා වූ අතර, ඝර්ෂණ සංගුණකය සහ අඳින පාඩු අගයන් Q345 වානේවලට වඩා අඩු විය.

Ti6Al4V මිශ්‍ර ලෝහයේ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය සහ ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා, Ti2Al6V මිශ්‍ර ලෝහ ලේසර් ආවරණ ස්ථර සකස් කිරීම සඳහා Ni සහ TiB4 මිශ්‍ර කුඩු තෝරා ගන්නා ලදී.

2 පර්යේෂණාත්මක ද්‍රව්‍ය හා ක්‍රම
2. 1 පර්යේෂණාත්මක ද්රව්ය
උපස්ථරය ලෙස 100mm × 100mm × 10mm Ti6Al4V මිශ්‍ර ලෝහ තහඩුවක් තෝරාගෙන ඇති අතර, එහි රසායනික සංයුතිය සහ යාන්ත්‍රික ගුණාංග පිළිවෙලින් වගුව 1 සහ වගුව 2 හි දක්වා ඇත. Ni කුඩු වලට තාප ප්‍රභව ව්‍යාප්තිය වැඩි දියුණු කළ හැකි අතර ලේසර් ආවරණ අතරතුර තාපය සාන්ද්‍රණය කළ හැකි බැවින්, ශක්තිමත් කිරීමේ අදියර ලෙස TiB2 සමඟ සංයුක්ත ආලේපනයක් සකස් කිරීම සඳහා Ni කුඩු සහ TiB2 කුඩු තෝරා ගන්නා ලදී. Ni කුඩු සහ TiB2 කුඩු වල ලෝහමය රූප විද්‍යාව රූප සටහන 1 හි දැක්වේ.

2. 2 පර්යේෂණාත්මක ක්රම
කුඩු සහ පාදක තහඩුව තදින් බැඳ තැබීම සඳහා, ටයිටේනියම් මිශ්‍ර ලෝහ තහඩුවේ මතුපිට ඔක්සයිඩ් තට්ටුව ඉවත් කිරීමට යාන්ත්‍රික ඇඹරීම භාවිතා කරන ලද අතර තෙල් පැල්ලම් ඉවත් කිරීම සඳහා 5% HF + 15% HNO3 අම්ල ද්‍රාවණය භාවිතා කරන ලදී. අඛණ්ඩ ලේසර් සැපයීම සඳහා YSL-3000 අඛණ්ඩ ෆයිබර් ලේසර් භාවිතා කරන ලද අතර, පෙර සැකසූ කුඩු සහිත Ti6Al4V තහඩුව 200mm × 200mm × 50mm ප්ලාස්ටික් පෙට්ටියක තබා, ප්ලාස්ටික් පෙට්ටියට ආගන් වායුව අඛණ්ඩව එන්නත් කරන ලදී. ලේසර් ආවරණ ක්‍රියාවලියේදී, ස්ථාන විෂ්කම්භය 1.8 mm වන අතර ස්කෑනිං වේගය 7 mm/s වේ. Ni + TiB2 අනුපාතය 40% වන විට, ලේසර් කුඩු පරාමිතීන් පිළිවෙලින් 700W, 900W සහ 1100W වන අතර, ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය සහ යාන්ත්‍රික ගුණාංග මත ලේසර් කුඩු වල බලපෑම අධ්‍යයනය කෙරේ; ලේසර් කුඩු ස්කන්ධය 900W වන විට, කුඩු අනුපාත පිළිවෙලින් Ni + 20% TiB2, Ni + 30% TiB2, Ni + 40% TiB2 වන අතර, ලේසර් කුඩු ස්කන්ධය මත කුඩු අනුපාතයේ බලපෑම අධ්‍යයනය කෙරේ. ලේසර් ආවරණ ස්තරය සහිත සාම්පල S-1 (P = 700W), S-2 (P = 900W), S-3 (P = 1100W), S-4 (R = Ni + 30% TiB2) ලෙස සලකුණු කළ හැක. S-5 (R = Ni + 40% TiB2).

X-ray diffractometer (XＲD) නිදර්ශක, ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂ (SEM) නිදර්ශක සහ කාර්ය සාධන පරීක්ෂණ නිදර්ශක විද්‍යුත් පුළිඟු කැපීම මගින් සකස් කරන ලද අතර, නිදර්ශක යාන්ත්‍රිකව අඹරා, යාන්ත්‍රිකව ඔප දමා 5% HF + 15% HNO3 අම්ල ද්‍රාවණයකින් විඛාදනයට ලක් කරන ලදී. ලේසර් ආවරණ ස්ථරයේ අදියර සංයුතිය Brooker D8-advance micro-area X-ray diffractometer (XＲD) මගින් සංලක්ෂිත වූ අතර, ලේසර් ආවරණ ස්ථරයේ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂ (OM) සහ ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂ (SEM) මගින් නිරීක්ෂණය කරන ලදී. ලේසර් ආවරණ ස්ථරයේ මතුපිට ගැඹුර දිගේ දෘඪතාව මැනීම සඳහා HV-5 Vickers දෘඪතා පරීක්ෂකය අධ්යයනය කරන ලදී. HＲS-2M අධිවේගී ප්‍රතිවිකුණුම් ඝර්ෂණය සහ ඇඳුම් පරීක්‍ෂකය ඝර්ෂණ සහ ඇඳුම් පරීක්‍ෂණ සඳහා තෝරා ගන්නා ලදී. ඝර්ෂණ සහායක ද්රව්යය 3mm විෂ්කම්භයක් සහිත Si2N4 සෙරමික් ඇඹරුම් බෝලයක් විය. ඝර්ෂණය සහ අඳින පරාමිතීන් වූයේ 200r/min හි පරස්පර වේගය සහ රේඩියල් භාරය 20/40/60N ය.

3 ප්රතිඵල සහ සාකච්ඡාව
3.1 XRD අදියර සංයුතිය
සාම්පල පහේ XRD අදියර සංයුතිය රූප සටහන 2 හි පෙන්වා ඇත. සෑම නියැදියකම එහි රසායනික සංයුතියේ TiN කුඩා ප්‍රමාණයක් අඩංගු වේ, N පරමාණු ලේසර් ආවරණ ස්ථරයට විනිවිද යාමට නයිට්‍රයිඩින් ප්‍රතික්‍රියාව ඇති කිරීමට හේතුවයි. උණු කළ තටාකයේ ගලා යාමේදී, ටයිටේනියම් මිශ්‍ර ලෝහ අනුකෘති ද්‍රව්‍යයේ වැනේඩියම් කුඩා ප්‍රමාණයක් දිය වන අතර, මෙම ක්‍රියාවලියේදී, α අදියර β අදියර බවට පරිවර්තනය වේ, එබැවින් β-Ti රූප සටහන 2 හි දිස්වේ. TiB2 ද්‍රාව්‍ය-වර්ෂාපතනයක් ඇත. ලේසර් ආවරණ ක්රියාවලිය තුළ ලක්ෂණය. TiB2 කුඩා ප්‍රමාණයක් සම්පූර්ණයෙන්ම විසුරුවා හැරිය හැකි අතර, සමහර TiB2 ට Ti සමඟ ඒකාබද්ධ වී TiB සෑදිය හැකි අතර ඉතිරි TiB2 නැවත ස්ඵටිකීකරණය කළ හැක. Ni සමඟ Ni සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර NiTi, Ni3Ti සහ NiTi2 සෑදිය හැක, නමුත් Ti සහ Ni සතුව එකම රසායනික බන්ධන ශක්තියක් ඇති අතර එමඟින් ස්ථායී NiTi ලෝහ නිෂ්ක්‍රීය සංයෝගයක් සෑදීම පහසු කරයි, සහ Ti පරමාණුවලට ප්‍රබල විසරණ අනුපාතයක් ඇත, එබැවින් Ti සහ Ni NiTi 9］ ආකෘතියට පමණක් ප්‍රතික්‍රියා කරයි. රූප සටහන 2 හි දැකිය හැකි පරිදි, ලේසර් ආවරණ ස්තරය ප්‍රධාන වශයෙන් TiB, TiB2, α-Ti, NiTi මිශ්‍ර ලෝහ ඝන ද්‍රාවණය, TiO2 ආදියෙන් සමන්විත වන අතර XRD ප්‍රතිඵල ද β-Ti කුඩා ප්‍රමාණයක් පෙන්වයි.

සාමාන්‍ය ගිබ්ස් නිදහස් ශක්තියට අනුව, ප්‍රතික්‍රියා තුනක් සිදුවිය හැක: රූපයේ (1), (2) සහ (3) බලන්න. ලේසර් ආවරණ ක්‍රියාවලියේදී Ni සහ B පරමාණු TiB2, NiTi සහ TiB ජනනය කිරීමට Ti පරමාණු සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කළ හැක. සාමාන්‍ය ගිබ්ස් නිදහස් ශක්තිය ΔG2 < ΔG1 < ΔG3, එබැවින් ද්‍රව්‍ය සෑදීමේ අනුපිළිවෙල TiB > NiTi > TiB2 වේ.

TiB2 කුඩු අනුපාතය 30% දක්වා වැඩි වන විට, තාප රසායනික ප්රතික්රියා සූත්රය (2) දකුණට ගමන් කරයි. ලේසර් ආවරණ ස්ථරයේ TiB අදියර වැඩි වන අතර Ti අදියර අඩු වේ. TiB2 කුඩු අනුපාතය 40% දක්වා අඛණ්ඩව වැඩි වන විට, TiB සහ TiB2 අදියරවල අන්තර්ගතය තවදුරටත් වැඩි වේ. මීට අමතරව, Ni සහ Ti ශක්තිමත් බැඳීමක් ඇති අතර ක්‍රමයෙන් NiTi ලෝහකරණය සාදයි. එබැවින් Ni + 40% TiB2 ලේසර් ආවරණ ස්ථරයේ අවසාන ප්‍රධාන නිෂ්පාදන වන්නේ NiTi, TiO2, TiB, TiB2 සහ Ti වේ.

3.2 ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය
Ni + 20% TiB2 ලේසර් ආවරණ ස්ථරයේ SEM ව්‍යුහය රූප සටහන 3 හි පෙන්වා ඇත. ආවරණ ස්තරය ප්‍රධාන වශයෙන් කළු ඉලිප්සාකාර අදියර, දිගටි ඉඳිකටු අදියර සහ අවට සෛලීය අවධියෙන් සමන්විත වේ. වඩාත්ම බෙදා හරින ලද ක්ෂුද්‍ර අංශු අවධියේ සාමාන්‍ය විෂ්කම්භය 0.5 ~ 3.0μm වේ. B මූලද්‍රව්‍යයේ පරමාණුක ක්‍රමාංකය 5 වන බැවින් සාමාන්‍ය ශක්ති වර්ණාවලිය විශ්ලේෂකයට පරමාණුක ක්‍රමාංකය 10 ට අඩු මූලද්‍රව්‍යවල අන්තර්ගතය නිවැරදිව මැනිය නොහැක. එක් එක් මූලද්‍රව්‍යයේ ව්‍යාප්තිය සහ අන්තර්ගතය මැනීමට Electron probe X-ray microanalysis (EPMA) භාවිතා කරයි. ආවරණ ස්ථරය [10, 11]. රූප සටහන 3 හි විවිධ ස්ථානවල EPMA ප්රතිඵල 3 වගුවේ දක්වා ඇත.

ආවරණ ස්ථරයේ රසායනික සංයුතිය ප්‍රධාන වශයෙන් Ti, B, Ni මූලද්‍රව්‍ය වලින් සමන්විත වන අතර Al සහ V මූලද්‍රව්‍ය කුඩා ප්‍රමාණයක් අඩංගු වන බව 3 වගුවෙන් දැක ගත හැක. A ස්ථානයේ ඇති Ti සහ Ni මූලද්‍රව්‍යවල අන්තර්ගතය මූලික වශයෙන් සමාන වේ, B මූලද්‍රව්‍යයක් නොමැත, NiTi ඝන ද්‍රාවණය පැවතිය හැක. b ස්ථානයේ ඇති ප්‍රධාන මූලද්‍රව්‍ය Ti සහ B වන අතර මූලද්‍රව්‍ය දෙකෙහිම අන්තර්ගතය 40% ඉක්මවයි. b ස්ථානයේ ඉඳිකටුවක් වැනි අදියර TiB බව අනුමාන කළ හැක.

ගිබ්ස්ගේ තාප ගතික නියමයට අනුව, BB බන්ධන ශක්තිය > B-Ti බන්ධන ශක්තිය > Ti-Ti බන්ධන ශක්තිය [12], එමඟින් TiB හි වර්ධන වේගය එහි උස දිශාවට වඩා වේගවත් හා වේගවත් කරයි. ඉදිකටුවක් වැනි අදියර පෙනුම පහසු කරයි. c ස්ථානයේ B මූලද්‍රව්‍යයේ අන්තර්ගතය Ti මූලද්‍රව්‍ය මෙන් දෙගුණයක් පමණ වේ. TiB2 හි විවර්තන උච්චයේ තීව්‍රතාවය සාපේක්ෂ වශයෙන් ඉහළ බව රූප සටහන 2 හි XRD වර්ණාවලිය පෙන්නුම් කරයි. c ස්ථානයේ ඇති කළු ඉලිප්සාකාර අදියර TiB2 විය හැකිය.

විවිධ කුඩු අනුපාත සහිත ලේසර් ආවරණ ස්ථර වල SEM ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය රූප සටහන 4 හි පෙන්වා ඇත. TiB2 එකතු කිරීමේ අන්තර්ගතය කුඩා වන විට, ආවරණ ස්ථරයේ TiB අන්තර්ගතය අඩු වන අතර එහි ව්‍යාප්තිය ද වැඩි වශයෙන් විසිරී ඇති බව දැකිය හැකිය. TiB2 එකතු කිරීමේ අන්තර්ගතය වැඩි වන විට, TiB අන්තර්ගතය වැඩි වේ, TiB ලෝහමය අංශු රළු වන අතර බෙදා හැරීම විසුරුවා හරිනු ලැබේ. B සහ Ti මූලද්‍රව්‍ය අතර ප්‍රතික්‍රියාව ප්‍රවර්ධනය කරන B මූලද්‍රව්‍යයේ වැඩි වීම නිසා මෙම සංසිද්ධිය ඇතිවේ.

ආලේපනයේ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා, ආලේපනයේ ඉහළ, මැද සහ පහළ කොටසෙහි SEM ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය රූප සටහන 5 හි දැක්වේ.

ගැඹුර අනුක්‍රමණය සහිත ආවරණ ස්ථර ව්‍යුහයේ පරිණාමය ඉතා පැහැදිලිය. ආලේපනයේ මුදුනේ ඇති ස්ථාන දෙකක ද්වි-අදියර අංශු විශාල සංඛ්යාවක් සංස්ලේෂණය කර ඇති අතර, ඒවායින් බොහොමයක් සිහින් ව තලා ඇති අතර, ඉඳිකටු හැඩැති සහ හැඩැති ව්යුහයන් කුඩා සංඛ්යාවක් ඇත. ඒ අතරම, TiB සහ TiB2 දෘඪ ශක්තිමත් කිරීමේ අංශු උණු කළ තටාකයේ මුදුනේ අධික උෂ්ණත්වය අහිමි වීම වළක්වා ගත හැකිය. දියවී විනාශ වීමෙන් පසුව, ආවරණ ස්ථරයේ ඇති ධාන්ය අක්රමවත් දිශාවකට දිශානුගත නොවන ලෙස වර්ධනය වී නැවත න්යෂ්ටික වේ. න්‍යෂ්ටිකකරණයෙන් පසු නව අවධියේ ප්‍රමාණය කුඩා වන අතර එමඟින් අදියර අංශු පිරිපහදු කරයි [13]. ඉහළ සිට පහළට ප්‍රත්‍යාවර්ත තාප සංවහනය මගින් ආලේපනයේ මැදට බලපෑම් ඇති විය හැකි අතර මූලද්‍රව්‍ය විශාල ප්‍රමාණයක් මධ්‍යයේ සංකේන්ද්‍රණය වී ඇති බැවින් EPMA හට බෝරෝන් මූලද්‍රව්‍ය හඳුනාගත නොහැකි අතර ආලේපනයේ ඉහළ කොටස කළු පෙති හැඩැති අවධිවලින් සමන්විත වේ. , කළු සිහින් ඉඳිකටු හැඩැති අදියර සහ සුදු හුරුල්ලන් අදියර.

රූප සටහන 6 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයේ ප්ලේන් ස්කෑන් කිරීමේ ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ පොහොසත් යුටෙක්ටික් ව්‍යුහයක් පවතින බවයි. කළු පෙති හැඩැති අදියර TiB/TiB2/TiNiB යුටෙක්ටික් අවධිය විය හැකිය, සුදු හර්න්ජරියා අවධිය NiTi වේ, සහ අනෙකුත් අවධීන් ටයිටේනියම් මාර්ටෙන්සිටික් අදියර පරිවර්තනයේ ව්‍යුත්පන්නයන් වේ. 20% TiB2 ලේසර් ආවරණ ආලේපනය මැද ඇති BES ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය, දීප්තිමත් සුදු, කළු සහ තද අළු යන විවිධ වර්ණවලින් යුත් අදියර සහිත රූප සටහන 7 හි පෙන්වා ඇත. දීප්තිමත් එක NiTi අන්තර් ලෝහ සංයෝගය, කළු එක ටයිටේනියම්-බෝරෝන් මිශ්‍ර අවධිය වන අතර තද අළු යනු මාටෙන්සිටික් ටයිටේනියම් සහ ටයිටේනියම් ඔක්සයිඩ් මිශ්‍ර අවධියයි. ලේසර් ආවරණ ආලේපනයේ පතුලේ ඇති හුරුල්ලන් අදියර ක්‍රමයෙන් වැඩි වේ, තද අළු ස්ථරයේ ප්‍රදේශය වැඩි වීමට පටන් ගනී, කළු පෙති හැඩැති අදියර සහ කළු සිහින් ඉඳිකටු හැඩැති අදියර සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වේ.

3.3 ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව
microhardness පරීක්ෂණයට අනුව Ti6Al4V මිශ්‍ර ලෝහයේ දෘඪතාව 349.2HV1.0 වේ. ගැඹුර දිගේ විවිධ කුඩු අනුපාත සහිතව සකස් කරන ලද ලේසර් ආවරණ ස්ථරවල ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව ව්‍යාප්තිය රූප සටහන 8 හි පෙන්වා ඇත. විවිධ කුඩු අනුපාත සහිත ලේසර් ආවරණ ස්ථරවල ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව Ti6Al4V මිශ්‍ර ලෝහයට වඩා වැඩි බව දැකිය හැකිය. TiB2 කුඩු අනුපාතය වැඩිවීමත් සමඟ ක්ෂුද්ර දෘඪතාව ක්රමයෙන් වැඩිවේ. TiB2 කුඩු අනුපාතය 40% වන විට, ආවරණ ස්ථරයේ ඉහළම ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව 920.8HV1.0 වෙත ළඟා වේ, එය Ti3Al6V මිශ්‍ර ලෝහය මෙන් 4 ගුණයක් පමණ වේ.

නිශ්චිත පරාසයක් තුළ ලේසර් ආවරණ ස්ථරයේ ගැඹුර වැඩි වීමත් සමඟ, ස්ථරයේ ක්ෂුද්ර දෘඪතාව වේගවත් පහත වැටීමේ ප්රවණතාවයක් පෙන්නුම් කරයි, සහ උපස්ථරයේ සහ ආලේපනයේ බන්ධන පෘෂ්ඨයට ඉහලින් ඇති හරස්කඩ ස්ථරය ක්ෂුද්ර දෘඪතාවේ උච්චාවචන ප්රපංචයක් පෙන්නුම් කරයි. 0.7 සිට 0.8 දක්වා ගැඹුරකින් යුත් හරස්කඩ තට්ටුව තාප බලපෑමට ලක් වූ කලාපයේ වේ. මෙම ප්‍රදේශයේ ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව 400HV1.0 පමණ වන අතර, ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව ඉහළ යාමේ ප්‍රවණතාවය ඉතා මන්දගාමී වේ. 0.7 ත් 0.8 ත් අතර ගැඹුරක ඇති හරස්කඩ ස්ථරයේ ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව සාපේක්ෂ වශයෙන් ඉහළ ය, මන්ද ලේසර් ආවරණ ස්ථරයේ ඇති දැඩි TiB2 ධාන්‍ය ප්‍රබල බලපෑම් ප්‍රතිරෝධයක් ඇති නිසා සහ ලේසර් ආවරණ ක්‍රියාවලිය මගින් සියුම් TiB සෑදීම ප්‍රවර්ධනය කර ධාන්ය වළක්වා ගත හැකිය. මායිම් විස්ථාපන ස්ලිප්, එමගින් ලේසර් ආවරණ ක්‍රියාවලිය මගින් සකස් කරන ලද ලේසර් ආවරණ ස්ථරයේ ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව වැඩි දියුණු කරයි [14].

උණු කළ තටාක ප්‍රවාහයේ බලපෑම යටතේ, මතුපිට TiB2 විසරණය වීමට පටන් ගනී, ආවරණ ස්ථරයේ මැද යම් අවශේෂ TiB2 පවතිනු ඇත, නමුත් සාන්ද්‍රණය ඉතා ඉහළ නොවනු ඇත, සහ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය ද තරමක් අඩු වනු ඇත. . ආවරණ ස්ථරයේ පහළ කෙළවර තාප බලපෑමට ලක් වූ කලාපයයි. Ti මූලද්‍රව්‍ය විශාල ප්‍රමාණයක් දියවීමෙන් පසු ඉහළට පාවෙන අතර, ප්‍රමාණවත් ශක්තිමත් කිරීමේ අදියරකින් තොරව, ද්‍රව්‍ය ද්‍රව්‍ය උණු කළ තටාකයට විශාල තනුක කිරීමේ වේගයක් ඇති කරයි, සහ තාප බලපෑමට ලක් වූ කලාපයේ අඩුම ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව ඇත [15]. ප්රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ TiB16 කුඩු එකතු කිරීම ආවරණ ස්ථරයේ දෘඪතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කරන බවයි.

3.4 ඇඳුම් ප්රතිරෝධය
රූප සටහන 9 හි පෙන්වා ඇති පරිදි එකම කුඩු අනුපාතය සහිත ලේසර් ආවරණ ස්ථරයේ ඇඳීම් අනුපාතය බර අනුව වෙනස් වේ. බර වැඩි වීමත් සමඟ Ti6Al4V සහ ලේසර් ආවරණ ස්ථර වල ඇඳුම් අනුපාත වැඩි වන අතර ලේසර් ආවරණ ස්ථර වල ඇඳුම් අනුපාතය වඩා බෙහෙවින් අඩු වේ. Ti6Al4V උපස්ථර ද්‍රව්‍ය වලින්, ආවරණ ස්ථරවල ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය ඉතා විශිෂ්ට බව පෙන්නුම් කරයි. ආවරණ ස්ථර වල ඇඳුම් අනුපාතය දෘඪ අදියර අන්තර්ගතයට සමීපව සම්බන්ධ වේ. TiB2 කුඩු අනුපාතය 20% සිට 30% දක්වා වැඩි වන විට, TiB දෘඪ අදියර අන්තර්ගතය වැඩි වන අතර ඇඳුම් අනුපාතය අඩු වේ; TiB2 කුඩු අනුපාතය 30% සිට 40% දක්වා වැඩි වන විට, TiB දෘඪ අදියර අන්තර්ගතය තවදුරටත් වැඩි වන අතර TiB2 දිස්වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස අවම ඇඳුම් අනුපාතය 1.5 × 10-4 mm3/s පමණි.

විවිධ බර යටතේ ඇති SEM wear morphology Ti6Al4V රූප සටහන 10 හි පෙන්වා ඇත. රූප සටහන 10a හි දැකිය හැකි පරිදි, ටයිටේනියම් මිශ්‍ර ලෝහය 20 N බරක් යටතේ ඉතා කුඩා ඇඳුම් සුන්බුන් නිපදවන අතර ඇඳුම් කලාපය අක්‍රමවත්, වක්‍ර සහ දියමන්ති- හැඩැති (රූපය 10a හි A ප්රදේශය බලන්න), ප්රතිවිකුණුම් චලිතයේදී Ti6Al4V උපස්ථර ද්රව්ය දැඩි ලෙස හානි වී ඇති බව පෙන්නුම් කරයි. භාරය 40N දක්වා වැඩි වන විට, ගුලියේ ගැඹුර වැඩි වේ (රූපය 10b හි B ප්‍රදේශය බලන්න), උල්ෙල්ඛ අංශු වේගයෙන් වැඩි වන අතර, උපස්ථර ඇඳීමේ ක්‍රියාවලියේදී ඇඳීම සහ අපගමනය සිදු වේ, එබැවින් උල්ෙල්ඛ ඇඳුම් සහ ඇලවුම් ඇඳීම ඉතා බරපතල ය. බර 60N වන විට, සමහර විශාල වලවල් ඇඳීම් මතුපිට ජනනය වේ (රූපය 10c හි C ප්‍රදේශය බලන්න), සහ සීරීම් පෘෂ්ඨය මත උල්ෙල්ඛ අංශු එකතු වේ (රූපය 10c හි D ප්‍රදේශය බලන්න). එබැවින්, වැඩිවන භාරය ඝර්ෂණය සහ ඇඳුම් ක්‍රියාවලියේදී ටයිටේනියම් මිශ්‍ර ලෝහයේ පීල් කිරීම වේගවත් කරනු ඇති අතර, ටයිටේනියම් මිශ්‍ර ලෝහයේ ඝර්ෂණය සහ ක්‍රියාකාරීත්වය ඉතා දුර්වල වේ. Li JN et al. [17] සහ Weng F. et al. [18] ටයිටේනියම් මිශ්‍ර ලෝහවල සමාන ඇඳුම් මතුපිට ද සොයා ගන්නා ලදී.

Ni + 40% TiB2 ආවරණ ස්තරය ඉහළම microhardness සහ හොඳම ඇඳුම් ප්රතිරෝධය ඇත. එබැවින්, ටයිටේනියම් මිශ්ර ලෝහ මතුපිට Ni + 40% TiB2 ආවරණ ස්ථරය ලේසර් ආවරණ ස්ථරයේ ඇඳුම් යාන්ත්රණය අධ්යයනය කිරීම සඳහා තෝරා ගන්නා ලදී. SEM ඇඳුම් රූප විද්‍යාවේ ලේසර් ආවරණ ස්ථරය විවිධ බර යටතේ රූප සටහන 11 හි පෙන්වා ඇත. ලේසර් ආවරණ ස්ථරයේ ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කර ඇත, එබැවින් ආවරණ ස්ථරයේ ක්‍රියාකාරීත්වය ටයිටේනියම් මිශ්‍ර ලෝහයට වඩා බෙහෙවින් යහපත් වේ. රූප සටහන 11a හි දැකිය හැකි පරිදි, උල්ෙල්ඛ අංශු සංඛ්‍යාව විශාල ලෙස අඩු වී ඇති අතර ප්‍රමාණය ද ඉතා කුඩා වී ඇත (රූපය 11a හි A ප්‍රදේශය බලන්න). මෙයට හේතුව දෘඪ NiB, TiB2 සහ TiO2 දෘඪ අදියර [5] පැළඳීමයි. සමහර කඩා වැටුණු ව්‍යුහයන් අඳින ලද ආවරණ ස්ථරයේ දිස්වේ (රූපය 11b හි B ප්‍රදේශය බලන්න). ව්යුහය දෘඪ අදියර අංශු වීමට ඉඩ ඇත. කුඩා ලෝහ චිප්ස් ඒවායේ අධික බර දරණ ධාරිතාව නිසා ඉරි ඇති අතර, කට්ට සහ සීරීම් ඇතිවීම වළක්වයි. බර 40 N දක්වා වැඩි වන විට, ලැමිලර් ස්පේල් කිරීම සිදු වීමට ඉඩ ඇත, Ni + 40% TiB2 ආවරණ ස්ථරයේ උල්ෙල්ඛ දූවිලි සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වේ, ක්ෂුද්‍ර සිදුරු අඳින ලද මතුපිට දිස් වේ (රූපය 11b හි C ප්‍රදේශය බලන්න), සහ උල්ෙල්ඛ ඇඳුම් සහ මැලියම් ඇඳීම එකවරම සිදු වේ. බර තවදුරටත් වැඩි වන විට, උල්ෙල්ඛ දූවිලි ආවරණ ස්ථරය සම්පූර්ණ අඳින ලද මතුපිටට පැතිරීමට පටන් ගනී, මයික්රොපෝස්වල ගැඹුර සහ පළල වැඩි වේ (රූපය 11b හි ප්රදේශය D බලන්න). මෙම සංසිද්ධි සියල්ලම පෙන්නුම් කරන්නේ බර වැඩි වීමත් සමඟ බිඳෙනසුලු ස්පේල් වඩාත් බරපතල වන අතර සංයුක්ත ආලේපනය අධික බර තත්ව සඳහා සුදුසු නොවන බවයි.

4 නිගමනය

Ti6Al4V මිශ්‍ර ලෝහයේ ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා, ලේසර් ආවරණ ආලේපනය Ni සහ TiB2 මිශ්‍ර කුඩු භාවිතා කරමින් ටයිටේනියම් මිශ්‍ර ලෝහයේ මතුපිට සකස් කරන ලදී. ප්රතිඵල පහත දැක්වේ.

(1) ලේසර් ආවරණ ස්ථරයේ XRD ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ ලේසර් ආවරණ ස්ථරය ප්‍රධාන වශයෙන් TiB, TiB2, α-Ti, β-Ti, NiTi මිශ්‍ර ලෝහ ඝන ද්‍රාවණය සහ TiO2 වලින් සමන්විත වන අතර TiB2 කුඩු අනුපාතය වැඩිවීමත් සමඟ TiB2 අදියර අන්තර්ගතය තවදුරටත් වැඩි වේ.

(2) ආවරණ ස්තරය ප්‍රධාන වශයෙන් කළු ඉලිප්සාකාර අවධිය, දිගටි ඉඳිකටු වැනි අදියර සහ අවට සෛලීය අවධියෙන් සමන්විත වේ. කළු ඉලිප්සාකාර අදියර TiB2, ඉඳිකටු වැනි අදියර TiB වන අතර අවට සෛලීය අදියර NiTi වේ. TiB2 එකතු කිරීම වැඩිවීමත් සමඟ, TiB අන්තර්ගතය වැඩි වන අතර TiB ලෝහමය අංශු රළු වේ.

(3) TiB2 කුඩු අනුපාතය 40% වන විට, ආවරණ ස්ථරයේ ක්ෂුද්‍ර දෘඪතාව උපරිම 920. 8HV1 දක්වා ළඟා වේ. 0, එය Ti3Al6V මිශ්‍ර ලෝහය මෙන් 4 ගුණයක් පමණ වේ. ක්ෂුද්ර දෘඪතාව වැඩිවීම, ආවරණ ස්ථරයේ ඇඳුම් ප්රතිරෝධය වැඩි දියුණු කරයි. බර වැඩි වන විට, සංයුක්ත ආලේපනයේ බිඳෙනසුලු පීල් කිරීම වඩ වඩාත් බරපතල වන අතර එය අධික බර තත්ව සඳහා සුදුසු නොවේ.