ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 4 2022 130 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ния дефектов и наступления порога хрупкого разрушения покрытия, характерного для ЭИЛ [16]. Результаты рентгенофазового анализа покрытий показывают наличие фаз феррохрома (Fe-Cr) и гексагонального титана (αTi), образующих матрицу покрытия (рис. 1). Силицид титана (Ti5Si3) и кремний выполняют функцию армирующей керамики. Фаза Ti5Si3 образуется при взаимодействии кремния с расплавом титана на поверхности гранул, что сопровождается выделением тепла (ΔHo 298 = –581,2 кДж/моль) согласно реакции 5Ti + 3Si = Ti5Si3. (1) Характерно, что в рентгеновском спектре покрытий наблюдаются рефлексы кремния, но при этом отсутствуют силициды железа. Это может свидетельствовать о неблагоприятных условиях для формирования ферросилиция в условиях низковольтного электрического разряда вследствие высоких скоростей охлаждения материала после окончания разряда. Этим также объясняется гало, заметное на дифрактограммах покрытий в диапазоне углов 2θ 35…50о, означающее присутствие аморфной фазы в покрытиях. Вследствие этого по результатам рентгенофазового анализа невозможно достоверно судить о Рис. 1. Участки рентгеновских дифрактограмм Fe-Ti-Si-покрытий на нержавеющей стали AISI304 Fig. 1. X-ray diffraction patterns of deposited coatings влиянии концентрации кремния в анодной смеси на содержание силицида титана в покрытиях. На рис. 2, а показано растровое изображение поперечного сечения покрытия Si2.6. Покрытие имеет более темный оттенок по сравнению с подложкой из-за обогащения кремнием и титаном, которые имеют меньший атомный вес по сравнению с элементами стали AISI304. Между осажденным слоем и подложкой нет четких границ и продольных трещин, что указывает на хорошую адгезию Fe-Ti-Si-покрытия к стали AISI304. По данным энергодисперсионного анализа (рис. 2, б) в составе покрытия преобладают железо и хром из подложки, что соответствует данным рентгенофазового анализа (см. рис. 1). Концентрация титана и кремния, растворенных в матрице покрытия, находилась в диапазоне от 5 до 20 ат.%. В структуре покрытия встречаются темные включения (рис. 2, в). По данным их ЭДС анализа соотношение титана к кремнию составляет 49,3 к 31,8, что соответствует силициду титана Ti5Si3 (рис. 2, г). Микроструктура включений представлена столбчатыми кристаллитами, что соответствует микроструктуре TiSi-покрытий на титановом сплаве [11]. С ростом концентрации порошка в анодной смеси с 2,6 до 6 об.% средняя толщина покрытий снизилась с 24,8 до 21,7 мкм (см. табл. 1). На рис. 3 показаны поляризационные диаграммы Fe-Ti-Si-покрытий и стали AISI304 в 3,5 % растворе NaCl при комнатной температуре. На основе этих данных были рассчитаны плотность тока коррозии Icorr, потенциал коррозии Ecorr и сопротивление поляризации Rp (табл. 3). Rp было рассчитано с использованием упрощенного выражения corr , 2, 30 ( ) 3 a c p a c b b R I b b (2) где ba и bc – это наклоны тафелевского участка анодной и катодной кривых соответственно. Из табл. 3 следует, что потенциалы коррозии были близкими для обоих покрытий и значительно больше, чем у нержавеющей стали AISI304. Это говорит о том, что Fe-Ti-Si-покрытия позволяют снизить активность поверхности нержавеющей стали к самопроизвольной коррозии. Плотность тока коррозии покрытий была от 1,8 до 2,1 раз
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1