Structure and properties of HEA-based coating reinforced with CrB particles

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 3 2023 98 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Выводы На основании проведенных исследований установлено, что независимо от количества вводимого в наплавочную смесь порошка CrB в покрытии формируется металлическая матрица на основе ГЦК-твердого раствора. Введение 5 и 10 % CrB приводит к формированию пластинчатой эвтектики, состоящей из кристаллов (Cr,Mn,Fe)2B и ГЦК-твердого раствора. Увеличение количества CrB в наплавочной смеси до 20 % и более приводит к образованию металлической матрицы, обедненной хромом, формированию в структуре первичных боридов типа CrB, а также «скелетной» эвтектики, состоящей из (Ni,Co,Mn)2B и ГЦК-твердого растовра. Повышение доли CrB в порошковой смеси с 0 до 30 % способствует повышению среднего значения микротвердости покрытий с 192 HV до 1141 HV0.1. При испытании исследуемых покрытий на износостойкость по схеме «шар – плоскость» зафиксирован адгезионный механизм износа. Введение 5 и 10 % CrB приводит к дополнительному абразивному изнашиванию частицами эвтектических боридов и, соответственно, снижению износостойкости покрытий. Повышение содержания CrB в наплавочной смеси до 20 и 30 % способствует увеличению износостойкости покрытий соответственно в три и шесть раз по сравнению с материалом, не содержащим CrB. Так, объем изношенного материала снижается с 0,61 мм3 (0 %) до 0,17 мм3 (20 % CrB) и 0,1 мм3 (30 % CrB) соответственно. Список литературы 1. Nanostructured high-entropy alloys with multiple principal elements: novel alloy design concepts and outcomes / J.W. Yeh, S.K. Chen, S.J. Lin, J.Y. Gan, T.S. Chin, T.T. Shun, C.H. Tsau, S.Y. Chang // Advanced Engineering Materials. ‒ 2004. ‒ Vol. 6, iss. 5. ‒ P. 299– 303. ‒ DOI: 10.1002/adem.200300567. 2. Microstructural development in equiatomic multicomponent alloys / B. Cantor, I.T.H. Chang, P. Knight, A.J.B. Vincent // Materials Science and Engineering: A. ‒ 2004. ‒ Vol. 375–377. ‒ P. 213–218. ‒ DOI: 10.1016/j.msea.2003.10.257. 3. Tsai M.H., Yeh J.W. High-entropy alloys: a critical review // Materials Research Letters. ‒ 2014. ‒ Vol. 2, iss. 3. ‒ P. 107–123. ‒ DOI: 10.1080/21663831.2014.9 12690. 4. George E.P., Raabe D., Ritchie R.O. Highentropy alloys // Nature Reviews Materials. – 2019. – Vol. 4, iss. 8. – P. 515–534. – DOI: 10.1038/s41578019-0121-4. 5. Steurer W. Single-phase high-entropy alloys – A critical update // Materials Characterization. ‒ 2020. ‒ Vol. 162. ‒ P. 1–17. ‒ DOI: 10.1016/j. matchar.2020.110179. 6. Microstructures and properties of high-entropy alloys / Y. Zhang, T.T. Zuo, Z. Tang, M.C. Gao, K.A. Dahmen, P.K. Liaw, Z.P. Lu // Progress in Materials Science. ‒ 2014. ‒ Vol. 61. ‒ P. 1–93. ‒ DOI: 10.1016/j. pmatsci.2013.10.001. 7. Duchaniya R.K., Pandel U., Rao P. Coatings based on high entropy alloys: An overview // Materials Today: Proceedings. ‒ 2021. ‒ Vol. 44. ‒ P. 4467–4473. ‒ DOI: 10.1016/j.matpr.2020.10.720. 8. Li W., Liu P., Liaw P.K. Microstructures and properties of high-entropy alloy fi lms and coatings: a review // Materials Research Letters. ‒ 2018. ‒ Vol. 6, iss. 4. ‒ P. 199–229. ‒ DOI: 10.1080/21663831.2018.1 434248. 9. Fabrication and wear behavior of TiC reinforced FeCoCrAlCu-based high entropy alloy coatings by laser surface alloying / P.F. Jiang, C.H. Zhang, S. Zhang, J.B. Zhang, J. Chen, Y. Liu // Materials Chemistry and Physics. ‒ 2020. ‒ Vol. 255. ‒ P. 1–10. ‒ DOI: 10.1016/j. matchemphys.2020.123571. 10. In-situ TiC reinforced CoCrCuFeNiSi0.2 highentropy alloy coatings designed for enhanced wear performance by laser cladding / Y. Guo, C. Li, M. Zeng, J. Wang, P. Deng, Y. Wang // Materials Chemistry and Physics. ‒ 2020. ‒ Vol. 242. ‒ P. 1–9. ‒ DOI: 10.1016/j. matchemphys.2019.122522. 11. Gu Z., Xi S., Sun C. Microstructure and properties of laser cladding and CoCr2.5FeNi2Tix high-entropy alloy composite coatings // Journal of Alloys and Compounds. ‒ 2020. ‒ Vol. 819. ‒ P. 1–10. ‒ DOI: 10.1016/j.jallcom.2019.152986. 12. Formation and mechanical properties of CoNiCuFeCr high-entropy alloys coatings prepared by plasma transferred arc cladding process / J.B. Cheng, X.B. Liang, Z.H. Wang, B.S. Xu // Plasma Chemistry and Plasma Processing. ‒ 2013. ‒ Vol. 33, iss. 5. ‒ P. 979–992. ‒ DOI: 10.1007/s11090-013-9469-1. 13. On the study of thermal-sprayed Ni0.2Co0.6Fe0.2CrSi0.2AlTi0.2 HEA overlay coating / W.L.Hsu,H.Murakami, J.W.Yeh,A.C.Yeh,K. Shimoda // Surface and Coatings Technology. ‒ 2017. ‒ Vol. 316. ‒ P. 71–74. ‒ DOI: 10.1016/j.surfcoat.2017.02.073. 14. Technological applications of BINP industrial electron accelerators with focused beam extracted into atmosphere / S.N. Fadeev, M.G. Golkovski, A.I. Korchagin, N.K. Kuksanov, A.V. Lavruhin, S.E. Petrov, R.A. Salimov, A.F. Vaisman // Radiation

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1