Кинетика осаждения, структура и свойства электроискровых покрытий Cr–Al–Si–B на жаропрочном никелевом сплаве
https://doi.org/10.17073/1997-308X-2015-4-59-70
Аннотация
Исследована кинетика осаждения электроискровых покрытий на жаропрочном никелевом сплаве ЭП718-ИД при использовании трех составов СВС-электродов системы Cr–Al–Si–B. Установлен оптимальный частотно-энергетический режим нанесения (Е = 0,048 Дж, I = 120 A, f = 3200 Гц, τ = 20 мкс), характеризующийся минимальной величиной эрозии электрода при удовлетворительной скорости осаждения покрытий. Проведены комплексные исследования структуры, фазового состава и свойств покрытий. Показано, что электроискровые покрытия, сформированные электродами Cr–Al–Si–B, заметно повышают твердость, жаростойкость и износостойкость никелевого сплава ЭП718-ИД и могут быть рекомендованы для защиты поверхности ответственных деталей и узлов из никелевых сплавов.
Об авторах
А. Е. Кудряшов
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
Россия
канд. техн. наук, вед. науч. сотр. Научно-учебного центра (НУЦ) СВС МИСиС–ИСМАН (119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4). Тел./факс: (495) 955-00-26
Д. Н. Лебедев
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
аспирант НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН. Тел./факс: (495) 955-00-26
Россия
аспирант НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН. Тел./факс: (495) 955-00-26
А. Ю. Потанин
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
канд. техн. наук, мл. науч. сотр. НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН. Тел.: (499) 237-53-36
Россия
канд. техн. наук, мл. науч. сотр. НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН. Тел.: (499) 237-53-36
Н. В. Швындина
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
вед. инженер НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН. Тел.: (495) 638-44-42.
Россия
вед. инженер НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН. Тел.: (495) 638-44-42.
И. В. Сухорукова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
инженер науч.-иссл. лаборатории неорганических наноматериалов МИСиС. Тел.: (495) 638-44-47
Россия
инженер науч.-иссл. лаборатории неорганических наноматериалов МИСиС. Тел.: (495) 638-44-47
Д. В. Штанский
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
Россия
докт. физ.-мат. наук., проф. кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий МИСиС, гл. науч. сотр. НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН. Тел.: (499) 236-66-29
Е. А. Левашов
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
Россия
докт. техн. наук., проф., акад. РАЕН, зав. кафедрой порошковой металлургии и функциональных покрытий МИСиС, директор НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН. Тел.: (495) 638-45-00
Список литературы
1. Soboyejo W.O., Srivatsan T.S. Advanced structural materials: Properties, design optimization and applications. USA: CRC Press, 2006.
2. Podchernyaeva I.A., Panasyuk A.D., Teplenko M.A., Podol’skii V.I. Protective coatings on heat-resistant nickel alloys: Review. Powder Metall. and Metal Ceram. 2000. Vol. 39. No. 9—10. P. 434—444.
3. Zamulaeva E.I., Levashov E.A., Sviridova T.A., Shvyndina N.V., Petrzhik M.I. Pulsed electrospark deposition of MAX phase Cr2AlC based coatings on titanium alloy. Surf. Coat. Technol. 2013. Vol. 235. P. 454—460.
4. Johnson R.N., Sheldon G.L. Advances in the electrospark deposition coating process. J. Vacuum Sci. Technol. Vacuum Surf. Films. 1986. Vol. 4. No. 6. P. 2740—2746.
5. Cadney S., Brochu M. Formation of amorphous Zr41,2Ti13,8Ni10Cu12,5Be22,5 coatings via the electrospark deposition process. Intermetallics. 2008. Vol. 16. No. 4. P. 518—523.
6. Reynolds J.L., Holdren R.L., Brown L.E. Electro-spark deposition. Adv. Mater. Process. 2003. Vol. 161. P. 35—37.
7. Hua Yu, Hong-xin Shi, Yao-li Wang, Ke-ke Zhang, Wen-yan Wang, Li-juan Han, Qing-hua Pang. NiCr alloy coating deposited on the surface of 35CrMo steel by the electrospark process. Mater. Sci. Forum. 2008. Vol. 575—578. P. 827—832.
8. Wang Ruijun, Qian Yiyu, Liu Jun. Interface behavior study of WC92—Co8 coating produced by electrospark deposition. Appl. Surf. Sci. 2005. Vol. 240. No. 1—4. P. 42—47.
9. Luo Cheng, Dong Shijie, Xiong Xiang. Microstructure and properties of tic coating by vibrating electrospark deposition. Key Eng. Mater. 2008. Vol. 373—374. P. 180—183.
10. Wang P.-Z., Pan G.-S., Zhou Y., Qu J.-X., Shao H.-S. Accelerated electrospark deposition and the wear behavior of coatings. J. Mater. Eng. Perform. 1997. Vol. 6. No. 6. P. 780—784.
11. Frangini S., Masci A. A study on the effect of a dynamic contact force control for improving electrospark coating properties. Surf. Coat. Technol. 2010. Vol. 204. No. 16—17. P. 2613—2623.
12. Ribalko A.V., Sahin O. The use of bipolar current pulses in electrospark alloying of metal surfaces. Surf. Coat. Technol. 2003. Vol. 168. No. 2—3. P. 129—135.
13. Ribalco A.V., Sahin O., Korkmaz K. A modified electrospark alloying method for low surface roughness. Surf. Coat. Technol. 2009. Vol. 203. No. 23. P. 3509—3515.
14. Yu-jiang Xie, Mao-cai Wang. Isothermal oxidation behavior of electrospark deposited MCrAlX-type coatings on a Ni-based superalloy. J. Alloys Compd. 2009. Vol. 480. No. 2. P. 454—461.
15. Yu-jiang Xie, Mao-cai Wang. Microstructural morphology of electrospark deposition layer of a high gamma prime superalloy. Surf. Coat. Technol. 2006. Vol. 201. No. 3—4. P. 691—698.
16. Zamulaeva E.I., Levashov E.A., Kudryashov A.E., Vakaev P.V., Petrzhik M.I. Electrospark coatings deposited onto an Armco iron substrate with nano- and microstructured WC—Co electrodes: Deposition process, structure, and properties. Surf. Coat. Technol. 2008. Vol. 202. No. 15. P. 3715—3722.
17. Akihiro Goto, Masao Akiyoshi, Hiroyuki Ochiai, Mitsutoshi Watanabe. Development of micro spark coating: Proc. 24-th Intern. Congress of the Aeronautical Science (ICAS 2004) (Yokohama, Japan, Sept. 2004). 2004. P. 1—7.
18. Pogozhev Yu.S., Potanin A.Yu., Levashov E.A., Kovalev D.Yu. The features of combustion and structure formation of ceramic materials in the Cr—Al—Si—B system. Ceram. Intern. 2014. Vol. 40. No. 10. P. 16299—16308.
19. Levashov E.A., Malochkin O.Y., Kudryashov A.E., Glukhov S.A., Sviridova T.A., Gammel F., Zuhentrung R. Influence of nanosized powders on combustion processes and formation of composition, structure, and properties of alloys of the system Ti—Al—В. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2003. No. 1. P. 54—59.
20. Levashov E.A., Kudryashov A.E., Pogozhev Yu.S., Vakaev P.V., Sviridova T.A., Zamulaeva E.I., Milonich S., Todorovich M. An investigation of the influence of the parameters of pulse discharges on mass transfer, structure, composition, and properties of TiC—NiAl-based electrical spark coatings modified by nanodispersed components. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2004. Vol. 45. No. 11. P. 32—40.
21. Lešnjak A., Tušek J. Processes and properties of deposits in electrospark deposition. Sci. Technol. Weld. Join. 2002. Vol. 7. No. 6. P. 391—396.
22. Pogozhev Yu.S., Levashov E.A., Zamulaeva E.I., Potanin A.Yu., Vlasova A.Yu., Novikov A.V., Kochetov N.A. Combustion synthesis of multicomponent targets based on ceramics in the Cr—Al—Si—B system for PVD of heat-resistant thin films. In: Book of Jahrbuch Oberflächen technik. Bd. 69. Ed. R. Suchentrunk. Bad Saulgau, Germany: Eugen G. Leuze Verlag KG, 2013. P. 126—132.
23. Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Pierson J.F., Bauer J.Ph., Levashov E.A., Shtansky D.V. Strengthening Cr—Al—Si—B—(N)
24. coatings with heat resistance to 1200 °C. Glass Phys. Chem. 2011. Vol. 37. No. 4. P. 411—417.
25. Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Pierson J.F., Kuptsov K.A., Shtansky D.V. Hard Cr—Al—Si—B—(N) coatings deposited by reactive and non-reactive magnetron sputtering of CrAlSiB target. Appl. Surf. Sci. 2014. Vol. 314. P. 104—111.
Рецензия
Для цитирования:
Кудряшов А.Е., Лебедев Д.Н., Потанин А.Ю., Швындина Н.В., Сухорукова И.В., Штанский Д.В., Левашов Е.А. Кинетика осаждения, структура и свойства электроискровых покрытий Cr–Al–Si–B на жаропрочном никелевом сплаве. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2015;(4):59-70. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2015-4-59-70
For citation:
Kudryashov A.E., Lebedev D.N., Potanin A.Yu., Shvyndina N.V., Sukhorukova I.V., Shtansky D.V., Levashov E.A. Kinetics of deposition, structure, and properties of Cr–Al–Si–B electric-discharge coatings on refractory nickel alloy. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings. 2015;(4):59-70. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2015-4-59-70
Просмотров: 767
Послать статью по эл. почте 