Автоматичне зварювання, 2023, №06



2023 №06 (04)

DOI of Article 10.37434/as2023.06.05

2023 №06 (06)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 6, 2023, с. 27-34

Властивості покриттів, отриманих високошвидкісним газополуменевим напиленням композиційних порошків на основі сплаву FeMoNiCrB, що аморфізується

Н.В. Вігілянська¹, Ц. Сендеровскі², К.В. Янцевич¹, О. І. Духота³

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²Варшавський політехнічний університет. 00661, Польща, м. Варшава, пл. Політехніки, 1
³Національний авіаційний університет. 03058, м. Київ, просп. Любомира Гузара, 1

Методом високошвидкісного газополуменевого напилення з використанням механічно-легованих порошків на основі сплаву FeMoNiCrB, що аморфізується, з добавками сполук (Ti, Cr)C та FeTiO3 одержані покриття з аморфно-кристалічною гетерофазною структурою. Покриття систем FeMoNiCrB‒(Ti, Cr)C та FeMoNiCrB‒FeTiO3 мають щільну дрібнозернисту структуру з пористістю 2,4 та 1,2 % та твердістю 5510 ± 250 та 4410 ± 190 МПа, відповідно. Проведено дослідження корозійної тривкості та стійкості до фретинг-корозії розроблених покриттів. Показано, що використання в якості матеріалів для напилення композиційних порошків на основі сплаву FeMoNiCrB з додаванням сполук (Ti, Cr)C та FeTiO3 дозволяє підвищити захисні властивості покриттів, порівняно з покриттям зі сплаву FeMoNiCrB. Встановлено, що у випадку нанесення композиційних покриттів FeMoNiCrB‒(Ti, Cr)C та FeMoNiCrB‒FeTiO3 на сталеву основу Ст3 корозійна тривкість зразків у розчинах 3%-го NаСl, 10%-го Н2SО4 та 10%-го КОН підвищується у 7,3, 9; 3,9, 5,3 та 9,5, 9,7 разів, відповідно. Покриття FeMoNiCrB‒(Ti, Cr)C та FeMoNiCrB‒FeTiO3 володіють досить високою стійкістю до фретинг-корозії, яка в 4,6 та 5,8 разів перевищує стійкість титанового сплаву ОТ4-1. Отримані результати свідчать про перспективність використання високошвидкісного газополуменевого напилення розроблених покриттів FeMoNiCrB-(Ti, Cr)C та FeMoNiCrB-FeTiO3 для зміцнення-відновлення поверхонь, що працюють в агресивних середовищах та підвержених фретинг-корозії. Бібліогр. 26, табл. 6, рис. 4.
Ключові слова:високошвидкісне газополуменеве напилення, аморфна фаза, аморфний сплав на основі заліза, композиційне покриття, корозійна тривкість, фретинг-корозія


Надійшла до редакції 03.05.2023

Список літератури

1. Stachurski, Z.H. (2011) On Structure and Properties of Amorphous Materials. Materials, 4(9), 1564–1598. Doi:10.3390/ma4091564
2. Hashimoto, K. (2011) What we have learned from studies on chemical properties of amorphous alloys. Applied Surface Science, 257(19), 8141–8150. Doi:10.1016/j.apsusc. 2010.12.142
3. An, Y., Hou, G., Chen, J. et al. (2014) Microstructure and tribological properties of iron-based metallic glass coatings prepared by atmospheric plasma spraying. Vacuum, 107, 132–140. Doi:10.1016/j.vacuum.2014.04.021
4. Yugeswaran, S., Kobayashi, A. (2014) Metallic glass coatings fabricated by gas tunnel type plasma spraying. Vacuum, 110, 177–182. Doi:10.1016/j.vacuum.2014.04.016
5. Li, G., Gan, Y., Liu, C. et al. (2020) Corrosion and Wear Resistance of Fe-Based Amorphous Coatings. Coatings, 10(1), 73. Doi:10.3390/coatings10010073
6. Lin, J., Wang, Z., Lin, P. et al. (2014) Microstructure and cavitation erosion behavior of FeNiCrBSiNbW coating prepared by twin wires arc spraying process. Surface and Coatings Technology, 240, 432–436. Doi:10.1016/j.surfcoat. 2013.12.07
7. Артемчук В.В. (2011) Структура та властивості аморфних детонаційних покриттів на основі заліза. Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна, 36, 39–44. DOI:10.15802/stp2011/8707
8. Борисов Ю.С., Борисова А.Л., Цимбаліста Т.В. та ін. (2021). Отримання і властивості детонаційних покриттів на основі аморфізованого сплаву FeMoNiCrB з введенням зміцнюючих фаз. Автоматичне зварювання, 12, 38‒45 https://doi.org/10.37434/as2021.12.05
9. Ma, H.R., Chen, X.Y., Li, J.W. et al. (2016) Fe-based amorphous coating with high corrosion and wear resistance. Surface Engineering, 33(1), 56–62. Doi:10.1080/02670844.201 6.1176718
10. Wang, G., Huang, Z., Xiao, P., Zhu, X. (2016) Spraying of Fe-based amorphous coating with high corrosion resistance by HVAF. Journal of Manufacturing Processes, 22, 34–38. doi:10.1016/j.jmapro.2016.01.009
11. Liu, L., Zhang, C. (2014) Fe-based amorphous coatings: Structures and properties. Thin Solid Films, 561, 70–86. doi:10.1016/j.tsf.2013.08.029
12. Yugeswaran, S., Kobayashi, A., Suresh, K., Subramanian, B. (2013) Characterization of gas tunnel type plasma sprayed TiN reinforced Fe-based metallic glass coatings. Journal of Alloys and Compounds, 551, 168–175. doi:10.1016/j.jallcom. 2012.09.111
13. Yoon, S., Kim, J., Kim, B.D., Lee, C. (2010) Tribological behavior of B4C reinforced Fe-base bulk metallic glass composite coating. Surface and Coatings Technology, 205(7), 1962–1968. Doi:10.1016/j.surfcoat.2010.08.078
14. Terajima, T., Takeuchi, F., Nakata, K. et al. (2010) Composite coating containing WC/12Co cermet and Fe-based metallic glass deposited by high-velocity oxygen fuel spraying. Journal of Alloys and Compounds, 504, S288–S291. Doi:10.1016/j.jallcom.2010.03.209
15. Chu, Z., Yang, Y., Chen, X. et al. (2016) Characterization and tribology performance of Fe-based metallic glassy composite coatings fabricated by gas multiple-tunnel plasma spraying. Surface and Coatings Technology, 292, 44–48. Doi:10.1016/j.surfcoat.2016.03.024
16. Zhou, Z., Han, F.-X., Yao, H.-H. et al. (2021) Novel Fe-Based Amorphous Composite Coating with a Unique Interfacial Layer Improving Thermal Barrier Application. ACS Applied Materials & Interfaces, 13(19), 23057–23066. Doi:10.1021/ acsami.0c22868
17. Yasir, M., Zhang, C., Wang, W. et al. (2015) Wear behaviors of Fe-based amorphous composite coatings reinforced by Al2O3 particles in air and in NaCl solution. Materials & Design, 88, 207–213. Doi:10.1016/j.matdes.2015.08.142
18. Umanskii, A.P., Konoval, V.P., Panasyuk, A.D. et al. (2007) Plasma coatings of (TiCrC)–(FeCr) composite powder alloys: Structure and properties. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 46(3-4), 133–138. Doi:10.1007/s11106-007-0022-8
19. Abdou, M.I., Ayad, M.I., Diab, A.S.M. et al. (2017) Influence of surface modified ilmenite/melamine formaldehyde composite on the anti-corrosion and mechanical properties of conventional polyamine cured epoxy for internal coating of gas and oil transmission pipelines. Progress in Organic Coatings, 113, 1–14. Doi:10.1016/j.porgcoat.2017.08.003
20. Surzhenkov, A., Antonov, M., Goljandin, D. et al. (2013) Sliding wear of TiC–NiMo and Cr3C2–Ni cermet particles reinforced FeCrSiB matrix HVOF sprayed coatings. Estonian Journal of Engineering, 19(3), 203–211. https:// doi.org/10.3176/eng.2013.3.03
21. Borysov, Yu.S., Borysova, A.L., Burlachenko, O.M. (2021) Composite powders based on FeMoNiCrB amorphizing alloy with additives of refractory compounds for thermal spraying of coatings. The Paton Welding J., 11, 38–47. https://doi. org/10.37434/tpwj2021.11.07
22. Borysov, Yu.S., Vihilianska, N.V., Demianov, I.A. et al. (2022) Studies of coatings produced by high-velocity oxyfuel spraying using cermet powder based on FeMoNiCrB amorphizing alloy. The Paton Welding J., 2, 33–36. https:// doi.org/10.37434/as2022.02.05
23. Похмурський В.І., Хома М.С. (2008) Корозійна втома металів та сплавів. Львів, СПОЛОМ.
24. Алімов В.І., Дурягіна З.А. (2012) Корозія та захист металів від корозії. Донецьк, Східний видавничий дім.
25. Томашов Н.Д., Чернова Г.П., Корниенко Л.П. (1982) Коррозионная стойкость титана в технологических средах химической промышленности. Москва, НИИ Тэхим.
26. Hariharasakthisudhan, P., Rajan, B.S., Sathickbasha, K. (2020) Inspiration of reinforcements, manufacturing methods, and microstructural changes on wear behavior of metal matrix composites – a recent review. Materials Research Express, 7(1), 012006. Doi:10.1088/2053-1591/ab6918

---

Реклама в цьому номері:

---