PhD (Engineering), researcher of the Laboratory of Constructional Material Science
кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории конструкционного материаловедения
junior researcher of the Laboratory of Laser and Plasma Processing
младший научный сотрудник лаборатории лазерной и плазменной обработки
Doctor of Sciences (Engineering), Head of Materials Science Department, Head of the Laboratory of Mechanical Properties
доктор технических наук, заведующий отделом материаловедения и лабораторией механических свойств
PhD (Engineering), senior researcher of the Laboratory of Constructional Material Science
кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории конструкционного материаловедения
Laser cladding allows obtaining hardening and restorative coatings and is widely used in various branches of engineering. Self-fluxing Ni-Cr-B-Si alloys proved to be wear-resistant alloys for deposition. The relatively low melting point of NiCrBSi powders allows adding hard particles in the matrix material and, thereby, creating composite coatings with particles not dissolved during the deposition. WC/W2C, Cr3C2, SiC, TaC, NiC, VC, and TiC additives are used as reinforcing carbide particles when creating composite coatings based on NiCrBSi. The study of wear patterns of the NiCrBSi-Cr3C2 composite coating characterized by the increased resistance to corrosion and oxidation at high temperatures is of particular scientific and practical interest. When studying, the authors added 15 wt. % of Cr3C2 powder with the particle size of 50-150 μm to PG-SR2 powder (chemical composition, wt. %: 0.48 % C; 14.8 % Cr; 2.6 % Fe; 2.9 % Si; 2.1 % B; the rest is Ni) with the particle size of 40-160 µm during gas powder laser cladding. Using scanning electron microscopy, the authors identified that such addition of chromium carbide to NiCrBSi powder caused the formation of a composite coating during laser cladding since the structure contains the initial nondissolved Cr3C2 chromium carbides. NiCrBSi - Cr3C2 coating has improved microhardness. The authors carried out abrasion tests for fixed abrasive material - corundum, determined abrasive wear intensity, friction coefficient, and specific work of abrasive wear, and studied the wear surfaces of NiCrBSi and NiCrBSi-Cr3C2 coatings. The study identified a significant increase in abrasive wear resistance of the composite coating in response to the change of the main wear mechanism (from micro-cutting for NiCrBSi coating to scratching for NiCrBSi-Cr3C2 coating).
Лазерная наплавка применяется в различных отраслях машиностроения для получения упрочняющих и восстановительных покрытий. В качестве износостойких сплавов для наплавки хорошо зарекомендовали себя самофлюсующиеся сплавы системы Ni-Cr-B-Si. Относительно низкая температура плавления NiCrBSi порошков позволяет добавлять твердые включения в материал матрицы и создавать тем самым композиционные покрытия с не растворившимися при наплавке частицами. В качестве упрочняющих карбидных частиц при создании композиционных покрытий на основе NiCrBSi используются добавки WC/W2C, Cr3C2, SiC, TaC, NiC, VC, TiC. Особый научный и практический интерес представляет изучение закономерностей изнашивания композиционного покрытия NiCrBSi-Cr3C2, характеризующегося повышенной стойкостью к коррозии и окислению при высоких температурах. В работе осуществлялась добавка 15 мас. % порошка Cr3C2 гранулометрического состава 50-150 мкм в порошок ПГ-СР2 (химический состав, мас. %: 0,48 C; 14,8 Cr; 2,6 Fe; 2,9 Si; 2,1 B; остальное Ni) гранулометрического состава 40-160 мкм при газопорошковой лазерной наплавке. С помощью растровой электронной микроскопии установлено, что указанная добавка карбида хрома в NiCrBSi порошок привела к формированию при лазерной наплавке композиционного покрытия, так как в структуре присутствуют исходные нерастворившиеся карбиды хрома Cr3C2. NiCrBSi-Cr3C2 покрытие характеризуется повышенной микротвердостью. Проведены испытания на абразивное изнашивание по закрепленному абразиву - корунду, определены интенсивность абразивного изнашивания, коэффициент трения и удельная работа изнашивания, а также исследованы поверхности изнашивания NiCrBSi и NiCrBSi-Cr3C2 покрытий. Установлен существенный рост абразивной износостойкости композиционного покрытия вследствие смены основного механизма изнашивания (с микрорезания у покрытия NiCrBSi на царапание у покрытия NiCrBSi-Cr3C2).