Structure and properties of powder gas-plasma coatings based on nickel

The development of modern technology requires a constant increase in reliability and durability of products. Widely used in the practice of domestic and foreign engineering coatings from electrolytic chromium for several hundred hours are triggered, they are unsatisfactorily working on friction and wear at high temperatures. The subject of the study were powder materials based on nickel PG-SR3 and PG-SR4. The work is devoted to the study of the formation of gas-plasma coatings on parts of the cylinder-piston group of internal combustion engines using self-fluxing powders based on nickel, as well as the structure and properties change after coating sputtering, its reflow, subsequent hardening. The purpose of this work is to study powder materials applied to the working surfaces of piston rings by gas-thermal spraying. The object of the study are processes of formation of the structure and properties of coatings from powder materials. The presence in the deposited layer of a solid solution based on nickel, carbide phase, borides of chromium and nickel, chromium silicides is established. The greatest macro- and microhardness is possessed by fused layers containing the greatest number of strengthening phases. The conducted researches and industrial tests allowed to introduce the coating into production.Розвиток сучасної техніки потребує постійного підвищення надійності та довговічності виробів. Широко застосовувані в практиці вітчизняного та зарубіжного машинобудування покриття з електролітичного хрому за кілька сотень годин спрацьовуються, вони незадовільно працюють на тертя та зношування за високих температур. Предметом дослідження були порошкові матеріали на основі нікелю ПГ-СР3 та ПГ-СР4. Робота присвячена дослідженню формування газоплазмових покриттів на деталях циліндропоршневої групи двигунів внутрішнього згоряння з використанням самофлюсованих порошків на основі нікелю, а також зміні структури та властивостей після напилення покриття, його оплавлення, наступного загартування. Мета роботи – дослідження порошкових матеріалів, які нанесені на робочі поверхні поршневих кілець газотермічним напиленням. Об’єктом дослідження є процеси формування структури та властивостей покриттів із порошкових матеріалів. Встановлено наявність у напиленому шарі твердого розчину на основі нікелю, карбідної фази, боридів хрому та нікелю, силіцидів хрому. Найбільшу макро- і мікротвердість мають оплавлені шари, що містять найбільшу кількість зміцнювальних фаз. Проведені дослідження та промислові випробування дозволили впровадити покриття у виробництво

Study of nanomodification of nickel alloy GS3 with titanium carbide

The work deals with the fundamentals of nanomodification of the GS3 heat-resisting multicomponent nickel alloy, out of which blades for gas turbine engines are made. The selection of the modifier for the experimental alloy was justified; the technology of acquiring the nanomodifier, using the plasma-chemical synthesis method, was developed; and the calculations of the specific surface of the TiC particles were performed. The required quantity of nanomodifier introduced to the liquid alloy to acquire the set structure was determined experimentally. Through electronic microprobe analysis, introduction to the metal matric of nanoparticles of titanium carbide is approved. Nanomodification allows achieving refinement of the GS3 nickel alloy structure, which is going to provide an opportunity to increase the effective life of gas turbine engine blades.Розглянуто основи наномодифікування жароміцного багатокомпонентного нікелевого сплаву ЖС3, з якого виготовляються лопатки для газотурбінних двигунів. Обґрунтовано вибір модифікатора для експериментального сплаву; розроблено технологію отримання наномодифікатора за допомогою методу плазмохімічного синтезу; проведено розрахунки питомої поверхні частинок TiC. Експериментальним шляхом встановлено необхідну кількість наномодифікатора, що вводиться в розплав для отримання заданої структури. За допомогою мікрорентгеноспектрального аналізу підтверджується впровадження у металеву матрицю наночастинок карбіду титану. Наномодифікація дозволяє досягти подрібнення структури нікелевого сплаву ЖС3, що дасть можливість збільшити термін експлуатації лопаток газотурбінних двигунів

Study of wear of the building-up zone of martensite-austenitic and secondary hardening steels of the Cr-Mn-Ti system

The work deals with wear of the building-up zone of martensite-austenitic and secondary hardening steels of the Cr-Mn-Ti system (partially alloyed with Mo, B, and V). Additional alloying of the studied steels with titanium in the amount of 2…5% supported avoiding cleavages along the building-up zone. It was determined that there is a 7…15 μm wide parent metal zone next to the weld line. The influence of temperature on the weld toughness of the building-up zone was assessed according to the criterion of Malkin and Tetelman. The microhardness of the surface layers of built-up layers and the range of its dispersion are close to the results of laboratory tests, where Тcₜ ∼ 823 K. This approves the formation of structure of metal of contact volumes with the collective effect of heating, plastic deformation and diffusion. It was experimentally approved that the change of microhardness in the sub-surface layers at the wear stage is justified simultaneously with the processes of mutual diffusion of friction pair materials, selective oxidation and thermodiffusion redistribution of the hardening phase under the influence of temperatures and deformations. The diffusion coefficient in the deformed sub-surface layer, which is up to some dozen micrometers thick, is one of the values providing the kinetics of growing of nuclear cracks and development of destruction cracks. The received results provide an opportunity to use martensite-austenitic and secondary hardening steels of the Cr-Mn-Ti system with built-up surface for the hot forming tools.Досліджується зношування зони наплавлення мартенситно-аустенітних і вторинно-твердіючих сталей системи Cr-Mn-Ti (частково легованих Mo, B, V). Додаткове легування досліджуваних сталей титаном у кількості 2…5% сприяло запобіганню сколам по зоні сплавлення. Встановлено, що поблизу лінії сплаву знаходиться зона основного металу шириною 7…15 мкм. Вплив температури на в’язкість руйнування зони наплавлення оцінювався за критерієм Малкіна та Тетельмана. Мікротвердість поверхневих наплавлених шарів та діапазон її розкиду близькі результатам лабораторних випробувань при Тcₜ ∼ 823 К. Це свідчить про формування структури металу контактних об’ємів сукупною дією нагріву, пластичної деформації, дифузії. Експериментально підтверджено, що зміна мікротвердості в приповерхневих шарах на стадії зносу зумовлено паралельно процесами взаємної дифузії матеріалів пар тертя, виборчого окислення і термодифузійного перерозподілу зміцнюючої фази під дією температур і деформацій. Коефіцієнт дифузії в деформованому приповерхневому шарі товщиною до кількох десятків мікрометрів є однією з величин, що зумовлюють кінетику зростання зародкових тріщин та розвитку тріщин руйнування. Отримані результати дають можливість використовувати мартенситно-аустенітні та вторинно-твердіючі сталі системи Cr-Mn-Ti з наплавленою поверхнею для інструменту гарячого деформування

Measurement of the p-pbar -> Wgamma + X cross section at sqrt(s) = 1.96 TeV and WWgamma anomalous coupling limits

The WWgamma triple gauge boson coupling parameters are studied using p-pbar -> l nu gamma + X (l = e,mu) events at sqrt(s) = 1.96 TeV. The data were collected with the DO detector from an integrated luminosity of 162 pb^{-1} delivered by the Fermilab Tevatron Collider. The cross section times branching fraction for p-pbar -> W(gamma) + X -> l nu gamma + X with E_T^{gamma} > 8 GeV and Delta R_{l gamma} > 0.7 is 14.8 +/- 1.6 (stat) +/- 1.0 (syst) +/- 1.0 (lum) pb. The one-dimensional 95% confidence level limits on anomalous couplings are -0.88 < Delta kappa_{gamma} < 0.96 and -0.20 < lambda_{gamma} < 0.20.Comment: Submitted to Phys. Rev. D Rapid Communication

Measurement of the ttbar Production Cross Section in ppbar Collisions at sqrt{s} = 1.96 TeV using Kinematic Characteristics of Lepton + Jets Events

We present a measurement of the top quark pair ttbar production cross section in ppbar collisions at a center-of-mass energy of 1.96 TeV using 230 pb**{-1} of data collected by the DO detector at the Fermilab Tevatron Collider. We select events with one charged lepton (electron or muon), large missing transverse energy, and at least four jets, and extract the ttbar content of the sample based on the kinematic characteristics of the events. For a top quark mass of 175 GeV, we measure sigma(ttbar) = 6.7 {+1.4-1.3} (stat) {+1.6- 1.1} (syst) +/-0.4 (lumi) pb, in good agreement with the standard model prediction.Comment: submitted to Phys.Rev.Let

Measurement of the ttbar Production Cross Section in ppbar Collisions at sqrt(s)=1.96 TeV using Lepton + Jets Events with Lifetime b-tagging

We present a measurement of the top quark pair ($t\bar{t}$) production cross section ($\sigma_{t\bar{t}}$) in $p\bar{p}$ collisions at $\sqrt{s}=1.96$ TeV using 230 pb$^{-1}$ of data collected by the D0 experiment at the Fermilab Tevatron Collider. We select events with one charged lepton (electron or muon), missing transverse energy, and jets in the final state. We employ lifetime-based b-jet identification techniques to further enhance the $t\bar{t}$ purity of the selected sample. For a top quark mass of 175 GeV, we measure $\sigma_{t\bar{t}}=8.6^{+1.6}_{-1.5}(stat.+syst.)\pm 0.6(lumi.)$ pb, in agreement with the standard model expectation.Comment: 7 pages, 2 figures, 3 tables Submitted to Phys.Rev.Let

Search for W' bosons decaying to an electron and a neutrino with the D0 detector

This Letter describes the search for a new heavy charged gauge boson W' decaying into an electron and a neutrino. The data were collected with the D0 detector at the Fermilab Tevatron proton-antiproton Collider at a center-of-mass energy of 1.96 TeV, and correspond to an integrated luminosity of about 1 inverse femtobarn. Lacking any significant excess in the data in comparison with known processes, an upper limit is set on the production cross section times branching fraction, and a W' boson with mass below 1.00 TeV can be excluded at the 95% C.L., assuming standard-model-like couplings to fermions. This result significantly improves upon previous limits, and is the most stringent to date.Comment: submitted to Phys. Rev. Let

Measurement of the ratios of the Z/G* + >= n jet production cross sections to the total inclusive Z/G* cross section in ppbar collisions at sqrt(s) = 1.96 TeV

We present a study of events with Z bosons and jets produced at the Fermilab Tevatron Collider in ppbar collisions at a center of mass energy of 1.96 TeV. The data sample consists of nearly 14,000 Z/G* -> e+e- candidates corresponding to the integrated luminosity of 0.4 fb-1 collected using the D0 detector. Ratios of the Z/G* + >= n jet cross sections to the total inclusive Z/G* cross section have been measured for n = 1 to 4 jet events. Our measurements are found to be in good agreement with a next-to-leading order QCD calculation and with a tree-level QCD prediction with parton shower simulation and hadronization.Comment: 7 pages, 2 figures, slightly modified, submitted to Phys. Lett.

Measurement of the Isolated Photon Cross Section in p-pbar Collisions at sqrt{s}=1.96 TeV

The cross section for the inclusive production of isolated photons has been measured in p anti-p collisions at sqrt{s}=1.96 TeV with the D0 detector at the Fermilab Tevatron Collider. The photons span transverse momenta 23 to 300 GeV and have pseudorapidity |eta|<0.9. The cross section is compared with the results from two next-to-leading order perturbative QCD calculations. The theoretical predictions agree with the measurement within uncertainties.Comment: 7 pages, 5 figures, submitted to Phys.Lett.