ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 2 2022 78 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Электроискровое осаждение порошка диборида хрома на нержавеющую сталь AISI 304 Александр Бурков 1, a, *, Мария Кулик 1, b, Александр Беля 1, c, Валерия Крутикова 2, d 1 Хабаровский Федеральный исследовательский центр Институт материаловедения ДВО РАН, ул. Тихоокеанская, 153, 680042, г. Хабаровск, Россия 2 Институт тектоники и геофизики им. Ю.А. Косыгина ДВО РАН, ул. Ким Ю. Чена, 65, 680000, г. Хабаровск, Россия a https://orcid.org/0000-0002-5636-4669, burkovalex@mail.ru, b https://orcid.org/0000-0002-4857-1887, marijka80@mail.ru, c https://orcid.org/0000-0001-8795-3346, whitewolf-97@mail.ru, d https://orcid.org/0000-0001-9977-2809, nm32697@gmail.com Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2022 Том 24 № 2 с. 78–90 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.2-78-90 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Аустенитная нержавеющая сталь AISI 304 обладает отличными механическими свойствами и хорошей устойчивостью к окислению, а также высокой коррозионной стойкостью в самых разных средах. Благодаря этому сталь ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.762 История статьи: Поступила: 24 февраля 2022 Рецензирование: 15 марта 2022 Принята к печати: 23 марта 2022 Доступно онлайн: 15 июня 2022 Ключевые слова: Электроискровое легирование Нержавеющая сталь AISI304 Борид хрома Смачиваемость Коррозия Жаростойкость Износ Благодарности: Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов». АННОТАЦИЯ Введение. Аустенитная нержавеющая сталь AISI 304 является наиболее широко используемым типом нержавеющих сталей. Однако она подвержена износу вследствие недостаточно высокой твердости, а также начинает интенсивно окисляться на воздухе при температурах выше 800 °С. Применение покрытий на основе борида хрома может улучшить ее триботехнические свойства и жаростойкость. Цель работы: исследования влияния концентрации диборида хрома в анодной смеси на структуру, поведение при изнашивании, жаростойкость и коррозионные свойства электроискровых покрытий на стали AISI 304. Методы исследования. Электроискровая обработка стали AISI 304 осуществлялась в смеси железных гранул с добавкой порошка CrB2 5, 10 и 15 об.%. Структуру покрытий изучали методами рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии и микрорентгеноспектрального анализа. Износостойкость покрытий исследовалась в условиях сухого трения при нагрузке 10 Н. Испытание на жаростойкость проводилось при температуре 900 оС в течение 100 часов. Результаты и обсуждение. По данным рентгенофазового анализа показано, что в условиях электроискрового воздействия CrB2 взаимодействует с расплавом железа, приводя к формированию боридов хрома и железа. Коррозионные свойства, микротвердость, коэффициент трения и износ были исследованы по сравнению со сталью AISI 304. Образцы с покрытиями показали более низкий потенциал и ток коррозии по сравнению с подложкой в 3,5 %-м растворе NaCl и от 5 до 15 раз более высокую жаростойкость. Микротвердость покрытий возрастала от 6,25 до 7,60 ГПа при увеличении добавки диборида хрома в электродной смеси. Коэффициент трения и интенсивность изнашивания всех покрытий были ниже, чем у нержавеющей стали AISI 304, при этом лучшими триботехническими характеристиками обладало покрытие, приготовленное с добавкой 5 об.% диборида хрома. Для цитирования: Электроискровое осаждение порошка диборида хрома на нержавеющую сталь AISI 304 / А.А. Бурков, М.А. Кулик, А.В. Беля, В.О. Крутикова // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2022. – Т. 24, № 2. – С. 78–90. – DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.2-78-90. ______ *Адрес для переписки Бурков Александр Анатольевич, к.ф.-м.н., с.н.с. Институт материаловедения ХФИЦ ДВО РАН, ул. Тихоокеанская, 153 680042, г. Хабаровск, Россия Тел.: +79141618954 , e-mail: burkovalex@mail.ru AISI 304 является наиболее широко используемым типом нержавеющих сталей и используется в качестве компонентов конструкций, подверженных коррозии. Так, она применяется при создании ядерных реакторов, в медицинской сфере и пищевой промышленности [1]. Однако из-за низкой твердости (~2 ГПа) сталь AISI 304 сильно подвержена износу [2]. Добавление углерода может увеличить твердость нержавеющей стали, но одновременно снизит ее пластичность. Нанесение упрочняющих покрытий может повысить твердость поверхности нержа-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1