Формирование структуры плазменно-дуговых покрытий, полученных из порошковых проволок со стальной оболочкой и наполнителем B4C+(Cr,Fe)7С3+Al
Г. М. Григоренко1, Л. И. Адеева1, А. Ю. Туник1, М. В. Карпец1, В. Н. Коржик1, М. В. Киндрачук2, А. В. Тисов2
1Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
2Национальный авиационный университет, просп. Любомира Гузара, 1, 03058 Киев, Украина
Получена: 07.05.2020. Скачать: PDF
Проанализированы процессы фазового взаимодействия, происходящие при высокоскоростном плазменно-дуговом напылении (ПДН) между стальной оболочкой и порошковым наполнителем проволоки (70B4C + 20(Cr, Fe)7C3 + 10Al % масс.). Нанесение покрытий производили с помощью установки PLAZER 30PL-W, разработанной в Институте электросварки имени Е. О. Патона, в среде инертного газа аргона. Исследование фазового состава исходных материалов и полученных покрытий выполняли при помощи дифрактометра ДРОН-УМ1. Дифференциальный термический анализ проводили при помощи установки ВДТА-8М в среде гелия. Микроструктуру покрытий проявляли в реактиве Ниталя. Оже-анализ и исследование микроструктур выполнены при помощи Оже-микрозонда Jamp-9500F фирмы Jeol. Установлена направленность термодинамических реакций между компонентами проволоки с образованием новых фаз (бороцементита, борида железа) с применением метода дифференциального термического анализа. Изучены особенности формирования структуры плазменно-дуговых покрытий при различных режимах напыления. Более качественные покрытия с ламелярной структурой, низкой пористостью (∼1%), большим количеством дисперсных упрочняющих фаз (Fe3(B, C), Fe2B; (Cr, Fe)(В, C)2 AlB2; FeCr; B4C, Al2O3) в легированной ферритной матрице и высокой микротвердостью (∼7,4 ГПа) были получены при увеличенном тепловложении (ток плазмотрона — 240 А). При напылении в этом режиме резко возрастает количество бороцементита (до 28,4% масс.). Эта фаза, образующаяся в процессе напыления, становится основной в покрытии. Алюминий, вследствие своей лёгкоплавкости, способствует активизации процессов взаимодействия компонентов проволоки и уменьшает пористость покрытий. Формирование твёрдого раствора хрома, алюминия и бора в железе, которое происходит при ПДН, является предпосылкой для обеспечения жаростойкости разработанных покрытий (вплоть до температуры 1300°С), что существенно расширяет область их практического применения.
Ключевые слова: плазменно-дуговое напыление, проволока-анод, порошковый наполнитель, структура покрытия, фазовые превращения, дисперсионное упрочнение, микротвёрдость.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i09/1265.html
PACS: 52.40.Hf, 61.43.Gt, 68.35.Dv, 68.35.Gy, 81.05.Ni, 81.15.-z