Структурно-фазовий стан та властивості високошвидкісного повітряно-паливного квазикристалічного покриття AlCuFe, виготовленого з порошку, розпорошеного водою

Гао Ліанґ Тьян$^{1}$, Чен Ліанґ Ванґ$^{1}$, Жанґ Лі$^{1}$, М. О. Єфімов$^{2}$, Н. П. Захарова$^{2}$, В. А. Гончарук$^{2}$

$^{1}$Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Advanced Corrosion and Protection for Aviation Material Beijing, Beijing Institute of Aeronautical Materials, 100095 Beijing, China
$^{2}$Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Академіка Кржижановського, 3, 03142 Київ, Україна

Отримано: 17.08.2022; остаточний варіант - 12.09.2022. Завантажити: PDF

Високошвидкісне повітряно-паливне (HVAF) напорошування використано для одержання квазикристалічного покриття Al–Cu–Fe з розпорошеного водою порошку на низьковуглецевій криці (сталь Ст3). Показана хороша ефективність методи HVАF у виробництві захисних покриттів з прийнятною поруватістю, необхідною товщиною, достатньо високими механічними характеристиками та антикорозійними властивостями. Показано, що процес HVАF дає змогу контролювати об’ємну частку квазикристалічної фази Al$_{63}$Cu$_{25}$Fe$_{12}$ у виготовленому покритті. Одержане квазикристалічне покриття має високу когезійну міцність ($\cong$ 565 МПа) і хорошу адгезію до крицевої основи, що дає змогу уникнути відшарування покриття за випробувань на вигин. Показано, що квазикристалічне покриття Al$_{63}$Cu$_{25}$Fe$_{12}$ має задовільну стійкість до утворення поверхневих корозійних пошкоджень у штучній морській воді завдяки утворенню пасивувальної оксидної плівки на основі оксиду алюмінію.

Ключові слова: квазикристал Al–Cu–Fe, механічні властивості, покриття, високошвидкісне повітряно-паливне напорошування, розпилений водою порошок.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i11/1417.html

PACS: 61.44.Br, 61.50.Lt, 68.37.Hk, 81.15.Cd, 81.40.Np, 81.70.Bt, 81.70.Fy


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. J.-M. Dubois, Mater. Sci. Eng. A, 294–296: 4 (2000). Crossref
  2. E. Huttunen-Saarivirta, J. Alloys Compounds, 363: 150 (2004). Crossref
  3. H. R. Leonard, S. Rommel, T. J. Watson, T. Policandriotes, and M. Aindow, Mater. Des., 182: 108094 (2019). Crossref
  4. U. Köster, W. Liu, H. Liebertz, and M. Michel, J. Non-Cryst. Solids, 153–154: 446 (1993). Crossref
  5. Yu. V. Milman, Mater. Sci. Forum, 482: 77 (2005). Crossref
  6. M. Galano, F. Audebert, A. Garcia Escorial, I. C. Stone, and B. Cantor, Acta Mater., 57: 5120 (2009). Crossref
  7. S. M. Lee, J. H. Jung, E. Fleury, W. T. Kim, and D. H. Kim, Mater. Sci. Eng. A, 294–296: 99 (2000). Crossref
  8. G. Laplanche, A. Joulain, J. Bonneville, R. Schaller, and T. El Kabir, J. Alloys Compounds, 493: 453 (2010). Crossref
  9. B. N. Mordyuk, M. O. Iefimov, G. I. Prokopenko, T. V. Golub, and M. I. Danylenko, Surf. Coat. Technol., 204: 1590 (2010). Crossref
  10. W. Wolf, L. C. R. Aliaga, D. N. Travessa, C. R. M. Afonso, C. Bolfarini, C. S. Kiminami, and W. J. Botta, Mater. Res., 19: 74 (2016). Crossref
  11. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, Y. V. Milman, M. O. Iefimov, and A. V. Sameljuk, Mater. Sci. Eng. A, 563: 138 (2013). Crossref
  12. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, Y. V. Milman, M. O. Iefimov, K. E. Grinkevych, A. V. Sameljuk, and I. V. Tkachenko, Wear, 319, Iss. 1–2: 84 (2014). Crossref
  13. D. J. Sordelet, M. J. Kramer, and O. Unal, J. Thermal Spray Technol., 4: 235 (1995). Crossref
  14. D. J. Sordelet, M. F. Besser, and L. E. Anderson, J. Thermal Spray Technol., 5: 161 (1996). Crossref
  15. E. Fleury, S. M. Lee, W. T. Kim, and D. H. Kim. J. Non-Cryst. Solids, 278: 194 (2000).00321-5 Crossref
  16. V. N. Balbyshev, D. J. King, A. N. Khramov, L. S. Kasten, and M. S. Donley, Thin Solid Films, 447–448: 558 (2004). Crossref
  17. M. Cekada, P. Panjan, D. Juric, J. Dolinsek, and A. Zalar, Thin Solid Films, 459: 267 (2004). Crossref
  18. M. O. Iefimov, D. V. Lotsko, Yu. V. Milman, A. L. Borisova, S. I. Chugunova, Ye. A. Astakhov, and O. D. Neikov, High Temp. Mater. Proc., 25: 31 (2006). Crossref
  19. Yu. V. Milman, D. V. Lotsko, S. N. Dub, A. I. Ustinov, S. S. Polishchuk, and S. V. Ulshin, Surf. Coat. Technol., 201: 5937 (2007). Crossref
  20. S. Yin, Q. Bian, L. Qian, and A. Zhang, Mater. Sci. Eng. A, 465: 95 (2007). Crossref
  21. F. Turquier, V. D. Cojocaru, M. Stir, R. Nicula, and E. Burkel, J. Non-Cryst. Solids, 353: 3417 (2007). Crossref
  22. O. D. Neikov, Proc. of 2000 Powder Metallurgy World Congress (Nov. 12–16, 2000) (Kyoto: Japan Society of Powder Metallurgy: 2000), p. 464.
  23. O. D. Neikov, S. S. Naboychenko, I. B. Murashova, and N. A. Iefimov, Handbook of Non-Ferrous Metal Powders (Ed. O. D. Neikod) (Amsterdam: Elsevier: 2019), p. 685. Crossref
  24. N. A. Iefimov, Powders with quasicrystalline structure, Handbook of Non-Ferrous Metal Powders (Ed. O. D. Neikod) (Amsterdam: Elsevier: 2019), p. 313. Crossref
  25. R. Nicula, F. Turquier, M. Stir, V. Y. Kodash, J. R. Groza, and E. Burkel, J. Alloys Compounds, 434–435: 319 (2007). Crossref
  26. H. R. Leonard, S. Rommel, T. J. Watson, T. Policandriotes, and M. Aindow, Mater. Des., 182: 108094 (2019). Crossref
  27. Z. Bergant, U. Trdan, and J. Grum, Corrosion Sci., 88: 372 (2014). Crossref
  28. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, K. E. Grinkevych, N. A. Piskun, and T. V. Popova, Surf. Coat. Technol., 309: 969 (2017). Crossref
  29. L. Zhu, S. Soto-Medina, W. Cuadrado-Castillo, R. G. Hennig, and M. V. Manuel, Mater. Des., 185: 108186 (2019). Crossref
  30. Yu. M. Podrezov, Yu. V. Milman, Ya. I. Evich, M. O. Efimov, N. P. Korzhova, T. M. Legka, V. M. Kisel, Yu. I. Evdokimenko, and V. Kh. Melnik, Electron Microscopy Strength Mater., 19: 44 (2013) (in Russian).
  31. M. Feuerbacher, C. Metzmacher, M. Wollgarten, K. Urban, B. Baufeld, M. Bartsch, and U. Messerschmidt, Mater. Sci. Eng. A, 233: 103 (1997). Crossref
  32. E. Giacometti, P. Guyot, N. Baluc, and J. Bonneville, Mater. Sci. Eng. A, 319–321: 429 (2001). Crossref
  33. V. N. Balbyshev, D. J. King, A. N. Khramov, L. S. Kasten, and M. S. Donley, Thin Solid Films, 447–448: 558 (2004). Crossref
  34. C. Zhou, R. Cai, S. Gong, and H. Xu, Surf. Coat. Technol., 201: 1718 (2006). Crossref
  35. A. Rüdiger and U. Köster, Mater. Sci. Eng. A, 294–296: 890 (2000). Crossref
  36. V. A. Polonskyy, O. V. Sukhova, and V. A. Ivanov, J. Chem. Technol., 30, No. 2: 166 (2022). Crossref