<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="other" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Frontier Materials &amp; Technologies</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Frontier Materials &amp; Technologies</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Frontier Materials &amp; Technologies</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">2782-4039</issn><issn publication-format="electronic">2782-6074</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Togliatti State University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">200</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.18323/2073-5073-2017-4-135-140</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Technical Sciences</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Технические науки</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject></subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">THE INFLUENCE OF FRICTIONAL THEATMENT ON THE MICROMECHANICAL PROPERTIES OF NiCrBSi COATING PRODUCED BY LASER CLADDING</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>ВЛИЯНИЕ ФРИКЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА NiCrBSi ПОКРЫТИЯ, ПОЛУЧЕННОГО ЛАЗЕРНОЙ НАПЛАВКОЙ</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Soboleva</surname><given-names>Natalya Nikolaevna</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Соболева</surname><given-names>Наталья Николаевна</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>PhD (Engineering), researcher of Laboratory of Constructional Material Science</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории конструкционного материаловедения</p></bio><email>natashasoboleva@list.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Makarov</surname><given-names>Aleksey Viktorovich</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Макаров</surname><given-names>Алексей Викторович</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Doctor of Sciences (Engineering), Head of Department of Materials Science and Laboratory of Mechanical Properties </p></bio><bio xml:lang="ru"><p>доктор технических наук, заведующий отделом материаловедения и лабораторией механических свойств</p></bio><email>av-mak@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Malygina</surname><given-names>Irina Yurievna</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Малыгина</surname><given-names>Ирина Юрьевна</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>PhD (Engineering), senior researcher of Laboratory of Constructional Material Science</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории конструкционного материаловедения</p></bio><email>malygina@imach.uran.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff3"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Institute of Engineering Science of Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg&#13;
The First President of Russia B.N. Yeltsin Ural Federal University, Yekaterinburg</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург&#13;
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="en">M.N. Mikheev Institute of Metal Physics of Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg&#13;
Institute of Engineering Science of Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg&#13;
The First President of Russia B.N. Yeltsin Ural Federal University, Yekaterinburg</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург&#13;
Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург&#13;
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff3"><aff><institution xml:lang="en">Institute of Engineering Science of Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2017-12-29" publication-format="electronic"><day>29</day><month>12</month><year>2017</year></pub-date><issue>4</issue><issue-title xml:lang="en"/><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>135</fpage><lpage>140</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2022-03-11"><day>11</day><month>03</month><year>2022</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2022-03-11"><day>11</day><month>03</month><year>2022</year></date></history><permissions><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/></permissions><self-uri xlink:href="https://vektornaukitech.ru/jour/article/view/200">https://vektornaukitech.ru/jour/article/view/200</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>The<italic> </italic>NiCrBSi coatings are widely used in various industries, both when retailoring the worn parts, and when improving the surface quality of new products exposed to the high contact stresses, temperatures and corrosive environments under the operating conditions. It is possible to use the frictional treatment of such coatings as a finishing operation. It allows providing the additional increase in strength and tribological properties, the formation of favorable compressive stresses, and the low surface roughness as well. In this paper, to evaluate the mechanical characteristics of the PG-CP2 coating (0.48 % C; 14.8 % Cr; 2.6 % Fe; 2.9 % Si; 2.1 % B; the rest is Ni) with the frictionally treated surface layer, the authors used the microindentation allowing the recording of the indenter loading and unloading diagrams, and the measuring of microhardness at different loads (0.098–9.81 N) ensuring various depths of indenter penetration. The comparison of data of the PG-CP2 coating surface microhardness and microindentation in various states showed that the frictional treatment with the natural diamond indenter in argon, the dispersed boron nitride (DBN) indenter in air, and the hard alloy (BK8) indenter in argon at the load of 350 N promoted the increase in the micromechanical characteristics in comparison with the electropolished state. The most effective hardening of the NiCrBSi coating surface layer is achieved when treated with the dispersed boron nitride indenter in the air at the load of 350 N. The mechanical on-machine grinding provides the significantly lower levels of micromechanical characteristics than the frictional treatment under this mode. The microindentation results can be correlated with the development of various wear mechanisms during the abrasive action and sliding friction. </p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>NiCrBSi покрытия находят широкое применение в различных отраслях промышленности как при восстановлении изношенных деталей, так и для улучшения качества поверхности новых изделий, подверженных в условиях эксплуатации воздействию высоких контактных нагрузок, температур и агрессивных сред. Возможно использование фрикционной обработки таких покрытий в качестве финишной операции. Это позволяет обеспечить одновременно дополнительное повышение прочностных и трибологических свойств, формирование благоприятных сжимающих напряжений, а также низкую шероховатость поверхности. В настоящей работе для оценки механических характеристик покрытия ПГ-СР2 (0,48 % C; 14,8 % Cr; 2,6 % Fe; 2,9 % Si; 2,1 % B; остальное – Ni) с фрикционно обработанным поверхностным слоем применялось микроиндентирование, позволяющее записывать диаграммы нагружения и разгружения индентора, и измерения микротвердости при разных нагрузках (0,098–9,81 Н), обеспечивающие различную глубину внедрения индентора. Сравнение данных микротвердости и микроиндентирования поверхности покрытия ПГ-СР2 в различном состоянии показало, что фрикционная обработка индентором из природного алмаза в аргоне, индентором из мелкодисперсного нитрида бора DBN на воздухе, индентором из твердого сплава ВК8 в аргоне при нагрузке 350 Н способствовала повышению микромеханических характеристик по сравнению с электрополированным состоянием. При этом наиболее эффективное упрочнение поверхностного слоя NiCrBSi покрытия достигается при обработке индентором из мелкодисперсного нитрида бора на воздухе при нагрузке 350 Н. Механическое шлифование на станке обеспечивает существенно меньшие уровни микромеханических характеристик, чем фрикционная обработка по такому режиму. Результаты микроиндентирования могут быть соотнесены с развитием различных механизмов изнашивания при абразивном воздействии и трении скольжения. </p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>laser cladding</kwd><kwd>NiCrBSi coatings</kwd><kwd>PG-SR2</kwd><kwd>frictional treatment</kwd><kwd>microhardness</kwd><kwd>microindentation</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>лазерная наплавка</kwd><kwd>NiCrBSi покрытия</kwd><kwd>ПГ-СР2</kwd><kwd>фрикционная обработка</kwd><kwd>микротвердость</kwd><kwd>микроиндентирование</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена в соответствии с планом ФНИ Государственных академий наук на 2013–2020 годы по теме № 01201375904, в рамках государственного задания ФАНО России по темам «Структура» № 01201463331 (проект № 15-9-12-45), при частичной поддержке гранта РФФИ №16-38-00452_мол_а. Исследования проведены на оборудовании ЦКП «Пластометрия» ИМАШ УрО РАН. Статья подготовлена по материалам докладов участников VIII Международной школы «Физическое материаловедение» с элементами научной школы для молодежи, Тольятти, 3–12 сентября 2017 г.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Navas С., Colaco R., De Damborenea J., Vilar R. Abrasive wear behavior of laser clad and flame sprayed-melted NiCrBSi coatings. Surface and Coatings Technology, 2006, vol. 200, no. 24, pp. 6854–6862.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Navas С., Colaco R., De Damborenea J., Vilar R. Abrasive wear behavior of laser clad and flame sprayed-melted NiCrBSi coatings // Surface and Coatings Technology. 2006. Vol. 200. № 24. P. 6854–6862.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B2"><label>2.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Fernández E., Cadenas M., Gonsález R., Navas C., Fernández R., Damborenea J.D. Wear behaviour of laser clad NiCrBSi coating. Wear, 2005, vol. 259, no. 7-12, pp. 870–875.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Fernández E., Cadenas M., Gonsález R., Navas C., Fernández R., Damborenea J.D. Wear behaviour of laser clad NiCrBSi coating // Wear. 2005. Vol. 259. № 7-12. P. 870–875.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B3"><label>3.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Xu G., Kutsuna M., Liu Z., Zhang H. Characteristics of Ni-based coating layer formed by laser and plasma cladding processes. Materials Science and Engineering A, 2006, vol. 417, no. 1-2, pp. 63–72.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Xu G., Kutsuna M., Liu Z., Zhang H. Characteristics of Ni-based coating layer formed by laser and plasma cladding processes // Materials Science and Engineering A. 2006. Vol. 417. № 1-2. P. 63–72.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B4"><label>4.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Xu G., Kutsuna M., Liu Z. СO2 laser cladding and plasma cladding of Ni-based alloy powder on the SUS316LN stainless steel. JSME International Journal C, 2006, vol. 49, no. 2, pp. 370–378.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Xu G., Kutsuna M., Liu Z. СO2 laser cladding and plasma cladding of Ni-based alloy powder on the SUS316LN stainless steel // JSME International Journal C. 2006. Vol. 49. № 2. P. 370–378.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B5"><label>5.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">González R., Cadenas M., Fernández R., Cortizo J.L., Rodriguez E. Wear behaviour of flame sprayed NiCrBSi coating remelted by flame or by laser. Wear, 2007, vol. 262, no. 3-4, pp. 301–307.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">González R., Cadenas M., Fernández R., Cortizo J.L., Rodriguez E. Wear behaviour of flame sprayed NiCrBSi coating remelted by flame or by laser // Wear. 2007. Vol. 262. № 3-4. P. 301–307.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B6"><label>6.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Gómez-del Río T., Garrido M.A., Fernández J.E., Cadenas M., Rodriguez J. Influence of the deposition techniques on the mechanical properties and microstructure of NiCrBSi coatings. Journal of Materials Processing Technology, 2008, vol. 204, no. 1-3, pp. 304–312.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Gómez-del Río T., Garrido M.A., Fernández J.E., Cadenas M., Rodriguez J. Influence of the deposition techniques on the mechanical properties and microstructure of NiCrBSi coatings // Journal of Materials Processing Technology. 2008. Vol. 204. № 1-3. P. 304–312.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B7"><label>7.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Soboleva N.N., Makarov A.V., Malygina I.Yu. Hardening frictional treatment of NiCrBSi laser clad coating. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty), 2013, no. 4, pp. 79–85.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Соболева Н.Н., Макаров А.В., Малыгина И.Ю. Упрочняющая фрикционная обработка NiCrBSi лазерного покрытия // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2013. № 4. С. 79–85.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B8"><label>8.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Soboleva N.N., Makarov A.V., Malygina I.Yu., Savrai R.A. Wear Resistance of a Laser-Clad NiCrBSi Coating Hardened by Frictional Finishing. AIP Conference Proceedings, 2016, vol. 1785, no. 030028.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Soboleva N.N., Makarov A.V., Malygina I.Yu., Savrai R.A. Wear Resistance of a Laser-Clad NiCrBSi Coating Hardened by Frictional Finishing // AIP Conference Proceedings. 2016. Vol. 1785. № 030028.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B9"><label>9.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Makarov A.V., Soboleva N.N., Savray R.A., Malygina I.Yu. The improvement of micromechanical properties and wear resistance of chrome-nickel laser coating using the finishing friction treatment. Vektor nauki Tolyattinskogo gosudarstvennogo universiteta, 2015, no. 4, pp. 60–67.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Макаров А.В., Соболева Н.Н., Саврай Р.А., Малыгина И.Ю. Повышение микромеханических свойств и износостойкости хромоникелевого лазерного покрытия финишной фрикционной обработкой // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2015. № 4. С. 60–67.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B10"><label>10.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Xuan H.-F., Wang Q.-Y., Bai S.-L., Liu Z.-D., Sun H.-G., Yan P.-C. A study on microstructure and flame erosion mechanism of a graded Ni–Cr–B–Si coating prepared by laser cladding. Surface and Coatings Technology, 2014, vol. 244, pp. 203–209.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Xuan H.-F., Wang Q.-Y., Bai S.-L., Liu Z.-D., Sun H.-G., Yan P.-C. A study on microstructure and flame erosion mechanism of a graded Ni–Cr–B–Si coating prepared by laser cladding // Surface and Coatings Technology. 2014. Vol. 244. P. 203–209.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B11"><label>11.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Serres N., Portha N., Machi F. Influence of salt fog aging tests on mechanical resistance of laser clad-coatings. Surface and Coatings Technology, 2011, vol. 205, pp. 5330–5337.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Serres N., Portha N., Machi F. Influence of salt fog aging tests on mechanical resistance of laser clad-coatings // Surface and Coatings Technology. 2011. Vol. 205. P. 5330–5337.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B12"><label>12.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Houdková Š., Smazalová E., Vostřák M., Schubert J. Properties of NiCrBSi coating, as sprayed and remelted by different technologies. Surface and Coatings Technology, 2014, vol. 253, pp. 14–26.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Houdková Š., Smazalová E., Vostřák M., Schubert J. Properties of NiCrBSi coating, as sprayed and remelted by different technologies // Surface and Coatings Technology. 2014. Vol. 253. P. 14–26.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B13"><label>13.</label><mixed-citation>ISO 14577-1:2002. Metallic materials. Instrumented indentation test for hardness and materials parameters. Part 1: Test method. 31 p.</mixed-citation></ref><ref id="B14"><label>14.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Oliver W.C., Pharr J.M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments. Journal of Materials Research, 1992, vol. 7, no. 6, pp. 1564–1583.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Oliver W.C., Pharr J.M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments // Journal of Materials Research. 1992. Vol. 7. № 6. P. 1564–1583.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B15"><label>15.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Page T.F., Hainsworth S.V. Using nanoindentation techniques for the characterization of coated systems: a critique. Surface and Coatings Technology, 1993, vol. 61, no. 1–3, pp. 201–208.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Page T.F., Hainsworth S.V. Using nanoindentation techniques for the characterization of coated systems: a critique // Surface and Coatings Technology. 1993. Vol. 61. № 1–3. P. 201–208.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B16"><label>16.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Petrzhik M.I., Levashov E.A. Modern methods for investigating functional surfaces of advanced materials by mechanical contact testing. Crystallography Reports, 2007, vol. 52, no. 6, pp. 966–974.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Петржик М.И., Левашов Е.А. Современные методы изучения функциональных поверхностей перспективных материалов в условиях механического контакта // Кристаллография. 2007. Т. 52. № 6. С. 1002–1010.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B17"><label>17.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Petrzhik M.I., Filonov M.R., Pecherkin K.A., Levashov E.A., Olesova V.N., Pozdeev A.I. Wear resistance and mechanical properties of medical alloys. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya, 2005, no. 6, pp. 62–69.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Петржик М.И., Филонов М.Р., Печёркин К.А., Левашов Е.А., Олесова В.Н., Поздеев А.И. Износостойкость и механические свойства сплавов медицинского назначения // Известия ВУЗов. Цветная металлургия. 2005. № 6. C. 62–69.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B18"><label>18.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Firstov S.A., Gorban V.F., Pechkovsky E.P. New methodological opportunities of modern materials mechanical properties definition by the automatic indentation method. Nauka ta innovatsii, 2010, vol. 6, no. 5, pp. 7–18.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Фирстов С.А., Горбань В.Ф., Печковский Э.П. Новые методологические возможности определения механических свойств современных материалов методом автоматического индентирования // Наука та інновації. 2010. Т. 6. № 5. С. 7–18.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B19"><label>19.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Cheng Y.T., Cheng C.M. Relationships between hardness, elastic modulus and the work of indentation. Applied Physics Letters, 1998, vol. 73, no. 5, pp. 614–618.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Cheng Y.T., Cheng C.M. Relationships between hardness, elastic modulus and the work of indentation // Applied Physics Letters. 1998. Vol. 73. № 5. P. 614–618.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B20"><label>20.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Mayrhofer P.H., Mitterer C., Musil J. Structure-property relationships in single- and dual-phase nanocrystalline hard coatings. Surface and Coatings Technology, 2003, vol. 174–175, pp. 725–731.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Mayrhofer P.H., Mitterer C., Musil J. Structure-property relationships in single- and dual-phase nanocrystalline hard coatings // Surface and Coatings Technology. 2003. Vol. 174–175. P. 725–731.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B21"><label>21.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Makarov A.V., Pozdeeva N.A., Savray R.A., Yurovskikh A.S., Malygina I.Yu. Improvement of wear resistance of quenched structural steel by nanostructuring frictional treatment. Journal of friction and wear, 2012, vol. 33, no. 6, pp. 433–442.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Макаров А.В., Поздеева Н.А., Саврай Р.А., Юровских А.С., Малыгина И.Ю. Повышение износостойкости закаленной конструкционной стали наноструктурирующей фрикционной обработкой // Трение и износ. 2012. Т. 33. № 6. С. 587–598.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list></back></article>
