Автоматичне зварювання, 2020, №07



2020 №07 (03)

DOI of Article 10.37434/as2020.07.04

2020 №07 (05)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 7, 2020, с. 32-40

Покриття на основі інтерметалідів Fe–Al, які отримані методами плазмового і надзвукового повітряно-газового плазмового напилення

Ю.С. Борисов, А.Л. Борисова, Н.В. Вігілянська, О.П. Грищенко, М.В. Коломицев

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Наведено результати дослідження структури і фазового складу газотермічних покриттів на основі інтерметалідів Fe–Al. Інтерметаліди Fe–Al були обрані в якості матеріалу захисних покриттів внаслідок їх високої жаро-, корозійної стійкості та дешевизни в порівнянні з багатьма сучасними жаростійкими матеріалами. В якості матеріалів для напилення використовували порошки механічних сумішей Fe та Al, а також порошки, отримані методом механохімічного синтезу інтерметалідів Fe–Al шляхом обробки в високоенергетичному кульовому млині сумішей порошків Fe та Al. Вміст компонентів порошків відповідає інтерметалідам Fe₃Al, FeAl та Fe₂Al₅. Для напилення використовували також леговані порошки складу, який відповідає інтерметаліду Fe3Al. Для підвищення механічних і фізико-хімічних властивостей інтерметаліду в якості легуючих використовували елементи Ti, Mg, Cr, Zr, La. Покриття отримували методами плазмового та надзвукового повітряно-газового плазмового напилення. Встановлено, що в плазмових покриттях з FeAl-порошків крім вихідної фази (Fe₃Al, FeAl та Fe₂Al₅) присутні також оксиди Fe та Al, за рахунок чого мікротвердість покриттів підвищується відносно вихідних порошків приблизно на 1300 МПа. Мікротвердість плазмового покриття з легуючого порошку Fe–TiAl підвищується в 2 рази відносно вихідного порошку за рахунок утворення в покритті інтерметалідної фази FeTi. При напиленні механічних сумішей, внаслідок малої ймовірності контактної взаємодії частинок Fe та Al в процесі польоту і швидкого охолодження частинок розплавів на поверхні основи, синтез інтерметалідів не встигає розвинутися і в покриттях не виявляються інтерметалідні фази. У покриттях, отриманих надзвуковим повітряно-газовим плазмовим напиленням, основною фазою є α-Fe(Al)-твердий розчин, що є результатом високої швидкості загартування розплаву. Бібліогр. 14, табл. 4, рис. 8.
Ключові слова: інтерметалід FeAl, порошки, механохімічний синтез, механічна суміш, плазмове напилення, надзвукове повітряно-газове плазмове напилення, покриття, структура, мікротвердість

Надійшла до редакції 30.06.2020

Список літератури

1. Zamanzade, M., Barnoush, A., Motz, C. (2016). A Review on the properties of iron aluminide intermetallics. Crystals, 6, 1, 10.
2. Palm, M., Stein, F., Dehm, G. (2019). Iron aluminides. Annual Review of Materials Research, 49, 297–326.
3. Cebulski, J. (2015). Application of FeАl intermetallic phase matrix based alloys in the turbine components of a turbocharger. Metalurgija-Sisak then Zagreb, 54, 154–156.
4. Morris, D. G., Muñoz-Morris, M. A. (2010). Recent developments toward the application of iron aluminides in fossil fuel technologies. Advanced Engineering Materials, 13, 1-2, 43–47.
5. Cordier-Robert, C., Grosdidier, T., Ji G., Foct, J. (2006). Mössbauer and X-ray diffraction characterization of Fe-60Al40 coatings prepared by thermal spraying. Hyperfine Interact, 168, 1, 951–957.
6. Senderowski, C., Bojar, Z. (2008). Gas detonation spray forming of Fe–Al coatings in the presence of interlayer. Surface & Coatings Technology, 202, 3538–3548.
7. Xiao, Ch., Chen, W. (2006). Sulfidation resistance of CeO2-modified HVOF sprayed FeAl coatings at 700 °C. Ibid., 201, 3625–3632.
8. Xiang, J., Zhu, X., Chen, G. et al. (2009). Oxidation behavior of Fe40Al-xWC composite coatings obtained by high-velocity oxygen fuel thermal spray. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 19, 1545–1550.
9. Yang, D. M., Tian, B. H., Cao, Y. (2011). Microstructures and properties of FeAl coatings prepared by LPPS, APS and HVOF. Proceedings of the International Thermal Spray Conference, Hamburg, Germany, 1229–1234.
10. Borisov, Yu.S., Borisova, A.L., Astahov, E.A.et al. (2017). Detonation coatings of intermetallic powders of Fe–Al system produced using mechanical alloying. The Paton Welding J., 4, 23–29.
11. Chen, Y., Liang, X., Wei, Sh. et al. (2009). Heat treatment induced intermetallic phase transition of arc-sprayed coating prepared by the wires combination of aluminum-cathode and steel-anode. Applied Surface Science, 255, 19, 8299–8304.
12. Хансен М., Андерко К. (1962). Структура двойных сплавов. Т. 2. Москва, Металлургиздат.
13. Borisova, A.L., Timofeeva, I.I., Vasil’kovskaya, M.A. et al. (2015). Structural and phase transformations in Fe–Al intermetallic powders during mechanochemical sintering. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 54, 7-8, 490–496.
14. Borisov, Yu.S., Borisova, A.L., Burlachenko, A.N. et al. (2017). Structure and properties of alloyed powders based on Fe3Al intermetallic for thermal spraying produced using mechanochemical synthesis method. The Paton Welding J., 9, 33–39.

---

Реклама в цьому номері:

---