Влияние добавок карбида и борида вольфрама на структуру и микротвердость эквиатомного CrFeNi-покрытия, сформированного короткоимпульсной лазерной наплавкой

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.