junior researcher
младший научный сотрудник
Doctor of Sciences (Engineering), Corresponding member of RAS, Head of Department of Materials Science, Head of Laboratory of Mechanical Properties
доктор технических наук, член-корреспондент РАН, заведующий отделом материаловедения и лабораторией механических свойств
PhD (Physics and Mathematics), senior researcher
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник
PhD (Chemistry), senior researcher
кандидат химических наук, старший научный сотрудник
Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Head of Laboratory of Physics and Chemistry of Materials
доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией физики и химии материалов
A coating based on a single-phase medium-entropy CrFeNi alloy with a face centered cubic structure has good ductility, relatively high anti-corrosion properties, low cost, but insufficient strength for its widespread use. It is assumed that adding strengthening particles in the form of tungsten carbides and borides to the CrFeNi equiatomic coating will lead to an increase in its mechanical properties. This work studies the influence of tungsten carbide and boride additives on the structure and microhardness of a CrFeNi equiatomic coating. The coatings were formed by layer-by-layer short-pulse laser cladding with preplaced powder on a multifunctional laser installation equipped with a solid-state laser with a lamp pump based on an Nd:YAG crystal. The change in phase composition when adding strengthening particles was detected using X-ray diffraction analysis and transmission electron microscopy (TEM). Both methods confirmed the precipitation of Cr23C6 chromium carbide in the deposited coatings. TEM photographs indicate that the precipitated phase is distributed along the grain boundaries of the g-solid solution. The study found that the addition of 6 wt. % WC and 3 wt. % WB increases the level of microhardness of the CrFeNi coating by 26 % (from 340±6 to 430±12 HV 0.025). This occurs due to the presence of Cr23C6, WC particles in the structure and possible microdistortions of the crystal lattice of the g-phase as a result of doping with tungsten atoms released during the dissolution of tungsten borides and carbides in the process of high-temperature short-pulse laser heating.
Покрытие на основе однофазного среднеэнтропийного сплава CrFeNi с гранецентрированной кубической (ГЦК) структурой обладает хорошей пластичностью, относительно высокими антикоррозионными свойствами, низкой стоимостью, но недостаточной прочностью для его широкого применения. Предполагается, что добавление упрочняющих частиц в виде карбидов и боридов вольфрама в эквиатомное CrFeNi-покрытие приведет к повышению его механических свойств. В работе изучено влияние добавок карбида и борида вольфрама на структуру и микротвердость эквиатомного CrFeNi-покрытия. Формирование покрытий осуществлялось путем послойного короткоимпульсного лазерного оплавления предварительно нанесенного порошка на многофункциональной лазерной установке, оснащенной твердотельным лазером с ламповой накачкой на основе кристалла Nd:YAG. Изменение фазового состава при добавлении упрочняющих частиц выявлялось с помощью методов рентгеновского дифракционного анализа и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Оба метода подтвердили выделение в наплавленных покрытиях карбида хрома Cr23C6. Фотографии, полученные при помощи ПЭМ, указывают на то, что выделяемая фаза распределена по границам зерен g-твердого раствора. Установлено, что добавление 6 мас. % WC и 3 мас. % WB повышает уровень микротвердости CrFeNi-покрытия на 26 % (с 340±6 до 430±12 HV 0,025) вследствие наличия в структуре частиц Cr23C6, WC и возможных микроискажений кристаллической решетки g-фазы в результате легирования атомами вольфрама, высвободившимися при растворении боридов и карбидов вольфрама в процессе высокотемпературного короткоимпульсного лазерного нагрева.