Burkov A.A., Chigrin P.G., Kulik M.A. 2019 Vol. 21 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 4 2019 62 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ помощи растрового электронного микроскопа (СЭМ) Sigma 300 VP, оснащенного микрорент- геноспектральным анализатором (МРА) INCA Energy. Модель рамановская микроспектро- метра выполнялась на приборе InVia Reflex (Renishow, UK), совмещенным с универсальным микроскопом Leika DM2500 (Leika Germany). Параметры зонда: лазер 532 нм, мощность 5 мВт на выходе при 2000 повторах. Износостойкость покрытий согласно стан- дарту ASTM G99–04 исследовалась при сухом трении скольжения с применением контртел в виде дисков из быстрорежущей стали Р6М5 на скорости 0,47 м/с при нагрузках 10 и 50 Н. Вре- мя испытания составляло 600 с. Износ измерял- ся по изменению массы образцов с чувствитель- ностью 0,1 мг. Результаты и обсуждения Результаты рентгенофазового анализа Fe–Al- покрытий показывают преобладание интер- металлидов Fe–Al (рис. 1, а ), причем с ростом содержания алюминия в смеси гранул состав интерметаллидов изменяется в сторону обога- щения алюминием от FeAl до Fe 14 Al 86 и даже свободного алюминия. МРС-анализ покрытий показал, что изменение состава Fe–Al смеси гранул позволяет изменять состав покрытий (рис. 1, б ). Так, повышение содержания алюми- ния в смеси гранул с 20 до 100 ат. % приводит к его увеличению в составе покрытий с 32 до 74 ат. %. При этом содержание железа сокраща- ется в три раза. Отклонения состава покрытий от состава смеси гранул объясняется более высо- кой электроискровой эрозией алюминиевых гра- нул по сравнению с железными из-за различия в температурах плавления. Вместе с тем, когда ис- пользуются только алюминиевые гранулы, же- лезо подложки неизбежно участвует в формиро- вании покрытия. Кроме того, как показали наши предыдущие исследования, материал стального контейнера также может вносить железо на по- верхность гранул и подложки до 4 ат. %. В процессе травления образцов с интерме- таллидными покрытиями в растворе KOH про- исходило удаление алюминия согласно реакции 2KOH + 2Al + 6Н 2 О = = 2K[Al(OH) 4 ] + 3Н 2 . В связи с этим алюминий из интерметалли- дов переходит в раствор в виде тетрагидроксо- алюмината калия, частично покидая покрытие. Рис. 1. Результаты рентгенофазового анализа ( а ) и состав покрытий по данным МРС-анализа ( б ) в зависимости от концентрации алюминия в смеси гранул Fig. 1. X-ray diffraction patterns ( а ) and composition of coatings according to EDS analysis ( б ) depending on aluminum concentration in granule mixtures а б