А. С. Криворогова, Н. И. Ильиных, С. А. Ильиных, Б. Р. Гельчинский
АННОТАЦИЯ
Представленная работа посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию самофлюсующихся материалов на основе никеля: Ni–0.5C–15Cr–3.2Si–2B (ПГСР-2) и Ni–1C–17Cr–4.1Si–3.6B (ПГСР-4). Данные материалы широко применяются для получения износостойких покрытий на различные детали машин и механизмов, которые наносятся газопламенным напылением, плазменным напылением и наплавкой. Исследование закономерностей взаимосвязи структуры и свойств покрытий с основными технологическими параметрами представляет интерес для решения как прикладных, так и теоретических задач. Кроме этого, для проектирования и оптимизации процессов нанесения газотермических покрытий необходимы сведения о структуре жидких сплавов, так как термическая обработка расплава может сильно влиять на свойства затвердевших материалов. Одним из эффективных направлений решения этой проблемы является применение методов компьютерного моделирования. Проведено термодинамическое моделирование равновесного состава указанных выше самофлюсующихся материалов. Показано, что при равновесном нагревании ПГСР-2 и ПГСР-4 в конденсированной фазе возможно образование Ni, Cr, C, Ni3B, Ni2B, NiB, Ni2Si, NiSi, CrB, CrSi. Кроме этого, при нагревании ПГСР-4 в конденсированной фазе, наряду с указанными выше компонентами, образуются соединения Cr5B3, CrB2, Cr3C2. Экспериментально исследованы микротвердость и микроструктура покрытий, полученных методом плазменного напыления. Показано, что покрытие ПГСР-2 характеризуется наличием пористости по всей толщине, поры имеют неправильную форму и размеры от нескольких микрон до 100 мкм, а покрытие из порошка ПГСР-4 характеризуется высокой плотностью, низкой пористостью, ровной границей с подложкой. Микротвердость покрытия ПГСР-4 существенно выше, чем у покрытия ПГСР-2, а уровень микротвердости обоих покрытий, в среднем, в 3.0–4.0 раза превышает микротвердость основы.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
термодинамическое моделирование, состав, покрытие, никель, самофлюсующийся материал, микроструктура, микротвердость
DOI: 10.31857/S0235010620010053