Effect of Al, Si, and Cr on the thermal stability and resistance of high-temperature oxidation of coatings based on titanium boron nitride
Creators
- 1. Nauchno-Uchebnyj Tsentr SVS, Moskovskij Gosudarstvennyj Inst. Stali i Splavov (Tekhnologicheskij Univ.), Moscow (Russian Federation)
Description
The thermal stability and resistance to high-temperature oxidation of multicomponent nanostructured coatings in the Ti-X-B-N (X = Al, Si, Cr) system have been studied using X-ray diffraction analysis, X-ray photoelectron spectroscopy, secondary-ion mass spectroscopy, and transmission electron microscopy. The hardness, elasticity modulus, elastic recovery, friction coefficient, wear rate, and adhesion strength of the coatings have been determined. It has been established that Ti-B-N and Ti-Cr-B-N coatings exhibit a stable nanostructure and high stable mechanical and tribological properties up to 1000 deg C. The coatings with an fcc structure can be also employed as barrier layers preventing diffusion of metal atoms from the substrate. It has been shown that the high resistance to high-temperature oxidation of Ti-Cr-B-N and Ti-Al-Si-B-N coatings is connected with formation of protective oxide layers based on (Ti,Cr)BO3 and TixAlySiOz on their surface
Abstract (Russian)
Методами рентгеноструктурного анализа, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, вторичной ионной масс-спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии исследованы термическая стабильность и стойкость к высокотемпературному окислению многокомпонентных наноструктурных покрытий в системе Ti-X-B-N (Х = AI, Si, Cr). Определены твердость, модуль упругости, упругое восстановление, коэффициент трения, скорость износа и адгезионная прочность покрытий. Установлено, что покрытия Ti-B-N и Ti-Cr-B-N обладают устойчивой наноструктурой и стабильно высокими механическими и трибологическими свойствами вплоть дo 1000 град С. Покрытия с ГЦК-структурой могут также использоваться в качестве барьерных слоев, препятствующих диффузии атомов металла из подложки. Показано, что высокая стойкость к высокотемпературному окислению покрытий Тi-Cr-B-N и Ti-AI-Si-B-N связана с формированием на поверхности защитных оксидных слоев на основе (Тi,Сr)ВО3 и TixAlySiOzAdditional details
Additional titles
- Original title (Russian)
- Влияние Ал, Си и Cр на термическую стабильност' и стойкост' к высокотемпературному окислению покрытий на основе боронитрида титана
Publishing Information
- Journal Title
- Fizika Metallov i Metallovedenie
- Journal Volume
- 104
- Journal Issue
- 2
- Journal Page Range
- p. 176-183
- ISSN
- 0015-3230
- CODEN
- FMMEA9
INIS
- Country of Publication
- Russian Federation
- Country of Input or Organization
- Russian Federation
- INIS RN
- 39117508
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE;
- Descriptors DEI
- ADHESION; ANNEALING; BORATES; BORON NITRIDES; CHROMIUM COMPOUNDS; FCC LATTICES; FRICTION; HARDNESS; NANOSTRUCTURES; OXIDATION; PROTECTIVE COATINGS; TEMPERATURE RANGE 1000-4000 K; TITANIUM COMPOUNDS; WEAR RESISTANCE; X-RAY DIFFRACTION; X-RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY; YOUNG MODULUS
- Descriptors DEC
- BORON COMPOUNDS; CHEMICAL REACTIONS; COATINGS; COHERENT SCATTERING; CRYSTAL LATTICES; CRYSTAL STRUCTURE; CUBIC LATTICES; DIFFRACTION; ELECTRON SPECTROSCOPY; HEAT TREATMENTS; MECHANICAL PROPERTIES; NITRIDES; NITROGEN COMPOUNDS; OXYGEN COMPOUNDS; PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY; PNICTIDES; SCATTERING; SPECTROSCOPY; TEMPERATURE RANGE; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS
Optional Information
- Notes
- 25 refs., 8 figs., 2 tabs.