ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 3 2025 151 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Коррозионные свойства покрытий из самофлюсующихся порошков, полученных методом детонационного напыления Вячеслав Сирота a, *, Дмитрий Прохоренков b, Антон Чуриков c, Даниил Подгорный d, Наталия Алфимова e, Андрей Коннов f Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, ул. Костюкова, 46, г. Белгород, 308012, Россия a https://orcid.org/0000-0003-4634-7109, zmas36@mail.ru; b https://orcid.org/0000-0002-6455-8172, bstu-cvt-sem@yandex.ru; c https://orcid.org/0000-0002-1829-2676, churikov.toni@mail.ru; d https://orcid.org/0000-0001-7435-5005, dan_podgor@mail.ru; e https://orcid.org/0000-0003-3013-0829, alfi movan@mail.ru; f https://orcid.org/0009-0009-3245-0747, andrekonnov555@yandex.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2025 Том 27 № 3 с. 151–165 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.3-151-165 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.793.75 История статьи: Поступила: 07 мая 2025 Рецензирование: 06 июня 2025 Принята к печати: 24 июня 2025 Доступно онлайн: 15 сентября 2025 Ключевые слова: Детонационное напыление Коррозионные свойства покрытий Финансирование Исследования выполнены в рамках Комплексного проекта №30/22 от 12.10.22 г. в рамках Соглашения № 075-11-2025-026 от 27 февраля 2025 года «Создание высокотехнологичного производства композиционных режущих элементов машин и теплового оборудования для переработки продукции сельскохозяйственной отрасли». Благодарности Исследования выполнены на оборудовании Центра высоких технологий БГТУ им В. Г. Шухова. АННОТАЦИЯ Введение. В работе представлены результаты комплексного исследования коррозионных свойств инновационных покрытий на основе самофлюсующихся никель-хром-бор-кремниевых сплавов (ПР-НХ17СР4), модифицированных 10 % наночастиц карбида бора (B4C) и полученных методом детонационного напыления. Актуальность исследования обусловлена острой необходимостью разработки новых высокоэффективных материалов для защиты критически важного оборудования, работающего в экстремальных условиях морской среды, химически агрессивных растворов и при повышенных температурах. Особое внимание уделено детальному анализу влияния B4C на механизмы коррозионного разрушения, формирование защитных пассивирующих слоев и взаимосвязь между микроструктурой и функциональными свойствами покрытий. Цель работы: комплексная оценка влияния 10%-й добавки B4C на коррозионную стойкость, микроструктуру и механические свойства покрытий в сравнении с базовым сплавом ПР-НХ17СР4 и коммерческим аналогом ВСНГН-85, широко применяемым в промышленности. Методы исследования. Покрытия наносили на подложки из стали 40Г методом детонационного напыления с использованием многокамерной кумулятивной установки МКДУ. Для всесторонней характеристики покрытий применяли современные аналитические методы: сканирующую электронную микроскопию (СЭМ Mira 3) с энергодисперсионным анализом и рентгенофазовый анализ (XRD, дифрактометр ARL X’TRA) с количественной оценкой фазового состава методом Ритвельда. Коррозионные испытания проводили в 3,5%-м растворе NaCl, имитирующем морскую среду, с использованием потенциостатических измерений и электрохимической импедансной спектроскопии на потенциостате-гальваностате SmartStat PS-10-4. Для оценки глубины коррозионного поражения применяли конфокальную лазерную микроскопию (Lext OLS5000) с разрешением 10 нм. Результаты и обсуждение. Установлено, что введение 10 % B4C приводит к формированию уникальной многослойной структуры покрытия с содержанием аморфной фазы до 12,3 % и способствует образованию пассивирующих оксидов хрома (Cr2O3) и бора (B2O3). Электрохимические измерения показали рекордно низкую скорость коррозии – 0,0014 мм/год, что на порядок меньше, чем у базового сплава (0,021 мм/год), и в 30 раз ниже, чем у коммерческого аналога ВСНГН-85 (0,041 мм/год). Модифицированное покрытие демонстрирует исключительно высокое поляризационное сопротивление (215 ± 25 кОм·см2) и минимальную пористость (0,6 ± 0,1 %). Микротвердость составила 680 ± 40 HV, что существенно превышает характеристики базового сплава (520 ± 30 HV) и обусловлено образованием дисперсных частиц NiB2. Методами XRD и ЭДС подтвержден каталитический эффект B4C, способствующий более полному переходу кремния в силицид никеля (NiSi). Разработанные покрытия обладают уникальным сочетанием высокой коррозионной стойкости, износостойкости и адгезионной прочности. Полученные результаты позволяют рекомендовать данную технологию для создания защитных покрытий ответственных узлов оборудования в нефтегазовой отрасли, судостроении и энергетике. Перспективы дальнейших исследований связаны с оптимизацией состава порошков и параметров напыления для различных эксплуатационных условий, включая повышенные температуры и комбинированные нагрузки. Для цитирования: Коррозионные свойства покрытий из самофлюсующихся порошков, полученных методом детонационного напыления / В.В. Сирота, Д.С. Прохоренков, А.С. Чуриков, Д.С. Подгорный, Н.И. Алфимова, А.В. Коннов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2025. – Т. 27, № 3. – С. 151–165. – DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.3-151-165. ______ *Адрес для переписки Сирота Вячеслав Викторович, канд. физ.-мат. наук Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ул. Костюкова, 46, 308012, г. Белгород, Россия Тел.: +7 904 539-14-08, e-mail: zmas36@mail.ru Введение Современные износостойкие покрытия из самофлюсующихся сплавов на основе никеля широко применяются в промышленности [1]. Однако при эксплуатации в агрессивных средах, таких как морская вода или химически активные
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1