ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 286 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Особенности тонкой структуры Ni-Al покрытий, полученных методом HV-APS Елена Корниенко 1, а, *, Игорь Гуляев 2, b, Александр Смирнов 1, c, Наталья Плотникова 1, d, Виктор Кузьмин 2, e, Валерий Головахин 1, f, Александр Тамбовцев2, g, Павел Тырышкин 2, h, Дмитрий Сергачев 2, i 1 Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия 2 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, ул. Институтская, 4/1, г. Новосибирск, 630090, Россия a https://orcid.org/0000-0002-5874-5422, e.kornienko@corp.nstu.ru; b https://orcid.org/0000-0001-5186-6793, gulyaev@itam.nsc.ru; c https://orcid.org/0000-0003-3746-8793, micros20t@mail.ru; d https://orcid.org/0000-0002-8005-1128, n.plotnikova@corp.nstu.ru; e https://orcid.org/0000-0002-9951-7821, vikuzmin57@mail.ru; f https://orcid.org/0000-0003-3396-8491, golovaxin-valera@mail.ru; g https://orcid.org/0000-0003-1635-9352, alsetams@gmail.com; h https://orcid.org/0009-0009-8125-6772, pavel99730@gmail.com; i https://orcid.org/0000-0003-2469-5946, dsergachev@itam.nsc.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2024 Том 26 № 3 с. 286–297 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.3-286-297 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.793.71 История статьи: Поступила: 14 июня 2024 Рецензирование: 14 июля 2024 Принята к печати: 07 августа 2024 Доступно онлайн: 15 сентября 2024 Ключевые слова: Высокоскоростное плазменное напыление Покрытие Ni-Al HV-APS Финансирование Работа выполнена в рамках государственного задания ИТПМ СО РАН. Благодарности Исследования выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов». АННОТАЦИЯ Введение. В последние десятилетия интерметаллиды системы Ni-Al заняли особое место как высокотемпературные функциональные покрытия, применяемые в аэрокосмической промышленности. В качестве основных методов их нанесения используют высокоскоростное кислородно-топливное и воздушно-топливное напыление (HVOF и HVAF), атмосферное плазменное напыление (APS), а также его модификацию – метод HV-APS, для которого характерна сверхзвуковая скорость плазменного потока. Система Ni-Al достаточно интересна для изучения, поскольку в ней возможно образование восьми различных интерметаллидов, а также мартенсита, который при последующем нагреве распадается. Цель работы: исследовать особенности мартенситной структуры в HV-APS-покрытиях, а также установить влияние температуры нагрева на его распад. Материалы и методики. Ni-Al-покрытия наносили методом HV-APS на подложку из низкоуглеродистой стали. Исследования тонкой структуры покрытий проводили при помощи просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Кроме того, анализировали структурные превращения, протекающие в покрытиях, после нагрева в печи при температурах от 300 до 600 °С. Результаты и обсуждение. Показано, что в HV-APS-покрытиях формируется два типа частиц: с дендритным и зёренным строением. Структура HV-APS-покрытий в основном представляет собой частицы с двухфазным зёренным строением (зёрна NiхAl1-х и γ′-Ni3Al). При охлаждении материала покрытий только зёрна фазы NiхAl1-х испытывают мартенситное превращение. Выявлено, что в крупных зёрнах (размерами более 500 нм) мартенсит имеет пластинчатое строение, мелкие зёрна полностью трансформируются в одну мартенситную пластину. Кроме того, в покрытиях встречаются зёрна, в которых пластины мартенсита (NiхAl1-х) и β-фазы чередуются. В работе показано поведение мартенситных пластин при столкновении друг с другом, а также с фазой γ′-Ni3Al. Выявлено, что при нагреве до 400 °С в отдельных зёрнах начинается распад мартенсита с выделением вторичной фазы. После отпуска при 600 °С весь мартенсит распадается. Для цитирования: Особенности тонкой структуры Ni-Al покрытий, полученных методом HV-APS / Е.Е. Корниенко, И.П. Гуляев, А.А. Смирнов, Н.В. Плотникова, В.И. Кузьмин, В. Головахин, А.С. Тамбовцев, П.А. Тырышкин, Д.В. Сергачёв // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2024. – Т. 26, № 3. – С. 286–297. – DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.3-286-297. ______ *Адрес для переписки Корниенко Елена Евгеньевна, к.т.н., доцент Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, 630073, г. Новосибирск, Россия Тел.: 8 (383) 346-53-59, e-mail: e.kornienko@corp.nstu.ru Введение В настоящее время разработка интерметаллидных материалов конструкционного назначения является одним из приоритетных направлений развития современного машиностроения. Благодаря сочетанию таких характеристик, как высокая жаростойкость и теплопроводность, способность сохранять прочность и жесткость при высоких температурах и относительно низкая плотность [1–3], алюминиды никеля применяются в качестве материалов для компонентов авиационных двигателей, газовых турбин и теплообменников [4–6]. Стоит отметить, что
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1