9 / 12
Таблица 2
Влияние остаточного давления и температуры процесса на количество Al
2
O
3
Давление, Па
Содержание оксида Al
2
O
3
, моль/кг при температуре, K
1200
1300
1400
0,03
4,56
∙
10
−
6
4,56
∙
10
−
6
4,56
∙
10
−
6
0,3
4,56
∙
10
−
6
4,56
∙
10
−
6
4,56
∙
10
−
6
3
0,000224
0,000224
0,000119
30
0,004533
0,004364
0,001667
300
0,045165
0,045165
0,044885
Вместе с тем, присутствие частиц оксида в покрытии согласно
результатам компьютерного моделирования крайне нежелательно.
Анализ распределения температуры в покрытии после охлаждения
в течение 1 с (рис. 5) показывает, что резкое уменьшение температу-
ры до 500
◦
С не привело к появлению значительного температурного
градиента. Перепад температуры в рассматриваемом сечении незначи-
телен, составляет сотые и тысячные доли градуса и поэтому не может
быть причиной термических напряжений.
Вместе с тем, согласно анализу поля термических напряжений
(рис. 6) оксидные частицы являются опасными концентраторами на-
пряжений вследствие существенного различия коэффициентов терми-
ческого расширения фазы
β
–NiAl покрытия и оксида
Al
2
O
3
. Терми-
ческие напряжения, как следует из рис. 6, зависят от формы включе-
ний оксида, пропорциональны геометрическим размерам частиц и
изменяются в зависимости от указанных параметров в диапазоне
55 Па. . . 10МПа. Максимальные термические напряжения возникают
вокруг крупных цилиндрических частиц.
Для исключения возможности образования оксидных частиц в по-
крытии и более глубокой очистки рабочей газовой среды от окислите-
лей целесообразно применение активных геттеров кислорода, одним
из которых является иттрий. Согласно результатам термодинамическо-
Рис. 5. Влияние частиц оксида алюминия на температурное поле
142 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2016. № 2