Александр Анатольевич Бурков – к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник, заведующий лабораторией физико-химических основ технологии материалов
Россия, 680042, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 153
Aleksandr A. Burkov – Cand. Sci. (Phys.-Math.), Senior Researcher, Head of the Laboratory of Physical and Chemical Fundamentals of Materials and Technology
153 Tikhookeanskaya Str., Khabarovsk 680042, Russia
Мария Андреевна Кулик – мл. науч. сотрудник лаборатории физико-химических основ технологии материалов
Россия, 680042, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 153
Mariya A. Kulik – Junior Researcher of the Laboratory of Physical and Chemical Fundamentals of Materials and Technology, Institute of Materials Science
153 Tikhookeanskaya Str., Khabarovsk 680042, Russia
Известно, что хром в составе металлических композиций формирует плотные пассивирующие пленки, замедляющие коррозию. Новое Fe–Cr–Cu-покрытие осаждено на сталь Ст3 электроискровой обработкой в анодной смеси, состоящей из медных и титановых гранул с добавлением порошка хрома в количестве от 4,85 до 13,26 мас. %. Привес катода увеличивался почти двукратно с ростом добавки порошка хрома в анодную смесь. Структуру покрытий исследовали методами рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной спектрометрии. Фазовый состав покрытий представлен феррохромом и медью. Показано, что предложенная методика электроискровой обработки позволяет получать Fe–Cr–Cu-покрытия со средней концентрацией хрома от 55 до 83 ат. %. Среднее содержание меди в приготовленных покрытиях находилось в диапазоне от 5 до 16 ат. %. Наибольшая концентрация хрома наблюдалась в покрытии, приготовленном с добавкой 13,26 мас. % Cr в анодную смесь. Коррозионное поведение покрытий исследовали методами потенциодинамической поляризации и импедансной спектроскопии в 3,5 %-ном растворе NaCl. Поляризационные испытания показали, что нанесение Fe–Cr–Cu-покрытий на сталь Ст3 позволяет повысить ее коррозионный потенциал от 12 до 19 % и снизить ток коррозии от 1,5 до 3,4 раза. Микротвердость поверхности покрытий составляла от 3,08 до 4,37 ГПа, а коэффициент трения – от 0,75 до 0,91. Максимальная твердость и наименьший коэффициент трения наблюдались у покрытия с наибольшим содержанием хрома. Показано, что Fe–Cr–Cu-покрытия позволяют улучшить износостойкость поверхности стали Ст3 от 1,5 до 3,8 раз.
It is well-known that chromium in metallic compositions forms dense passivating films that slow down corrosion. The new Fe–Cr–Cu coating was applied on St3 steel through electrospark deposition in an anode mixture consisting of copper and titanium granules, with the addition of chromium powder ranging from 4.85 to 13.26 wt. %. The weight gain of the cathode increased nearly twofold with the addition of chromium powder to the anode mixture. The structure of the coatings was analyzed through X-ray phase analysis, scanning electron microscopy, and energy dispersive spectrometry. The phase composition of the coatings consists of ferrochrome and copper. It is demonstrated that the proposed method of electrospark processing allows for the creation of Fe–Cr–Cu coatings with an average chromium concentration ranging from 55 to 83 at. %. The average copper content in the prepared coatings varied from 5 to 16 at. %. The highest concentration of chromium was observed in the coating prepared with the addition of 13.26 wt. % Cr to the anodic mixture. The corrosion behavior of the coatings was investigated using potentiodynamic polarization and impedance spectroscopy in a 3.5 % NaCl solution. Polarization tests have shown that applying Fe–Cr–Cu coatings to St3 steel can increase its corrosion potential by 12 to 19 % and reduce the corrosion current by 1.5 to 3.4 times. The microhardness of the coating surface ranged from 3.08 to 4.37 GPa, and the coefficient of friction ranged from 0.75 to 0.91. The maximum hardness and the lowest coefficient of friction were observed in the coating with the highest chromium content. It has been demonstrated that Fe–Cr–Cu coatings can enhance the wear resistance of the surface of St3 steel by 1.5 to 3.8 times.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.