Deposition of titanium silicide on stainless steel AISI 304 surface

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 4 2022 129 MATERIAL SCIENCE Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Состав анодных смесей, обозначения и характеристики покрытий Composition of anode mixtures, designations and characteristics of coatings Обозначение образцов / Designation of samples Состав порошковой шихты, об.% / Composition of powder mixture, vol.% Содержание шихты в анодной смеси, об.% / Charge content in the anode mixture, vol.% Содержание гранул ВТ1-00, об.% / The content of granules ВТ1-00, vol.% Толщина покрытий, мкм Thickness, μm Si Ti Si2.6 31,6 68,4 2,633 97,367 24,8±7,9 Si6.0 6,048 93,952 21,7±11,2 Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Химический состав стали AISI304 Chemical composition of AISI304 steel Элемент / Element Fe Cr Ni Mn Cu P C S Концентрация, вес. % Concentration, wt. % 66,3…74 18 8 ≤2 ≤1 ≤0,045 ≤0,03 ≤0,03 предотвращения азотирования титана. Схема установки для электроискрового осаждения покрытий нелокализованным электродом подробно описана в работах [14, 15]. Структуру покрытий изучали с применением растрового электронного микроскопа (СЭМ) Sigma 300 VP, оснащенного энергодисперсионным спектрометром (ЭДС) INCA Energy. Фазовый состав покрытий определяли с помощью рентгеновского дифрактометра ДРОН-7 в Cu-Kα-излучении. Микротвердость покрытий измерялась на твердомере ПМТ-3М при нагрузке 0,5 Н по методу Виккерса. Износостойкость и коэффициент трения покрытий исследовались по стандарту ASTM G99 – 17 по схеме «стержень на диске». Испытания проводились в режиме сухого скольжения с применением контртела в виде диска из быстрорежущей стали Р6М5 на скорости 0,47 мс–1 при нагрузке 10 Н в течение 600 с. Поляризационные испытания проводились в трехэлектродной ячейке после 30-минутной выдержки образцов в 3,5 %-м растворе NaCl в условиях естественной аэрации при комнатной температуре до установления стационарного значения потенциала коррозии. Сканирование производилось с использованием потенциостата P-2X (Элинс, Россия) со скоростью 10 мВ·с –1 в диапазоне от –1,5 до 0,5 В. Площадь контакта образцов с раствором электролита равнялась 1 см2. Контрэлектрод представлял собой спаренный платиновый электрод «ЭТП-02», электродом сравнения являлся стандартный хлорсеребряный электрод, а в качестве рабочего электрода использовали образцы с покрытием и сталь AISI304. Тест на циклическую жаростойкость проводили в печи при температуре 900 °С. Общее время тестирования составляло 100 часов. Образцы выдерживали при заданной температуре и через некоторые промежутки времени (~6 ч) удаляли и охлаждали в эксикаторе до комнатной температуры. Во время испытания все образцы помещались в корундовый тигель для учета массы отслоившихся оксидов. Изменение массы всех образцов измеряли с использованием лабораторных весов с точностью 0,1 мг. Результаты и их обсуждение Покрытия осаждались в течение 180 с, поскольку при дальнейшей обработке масса подложки начинала снижаться вследствие накопле-

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1