ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 3 2025 221 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Влияние гранулометрии порошка карбида вольфрама на характеристики металлокерамических покрытий WC/Fe-Ni-Al Александр Бурков а, Максим Дворник b, Мария Кулик c, *, Александра Быцура d Хабаровский Федеральный исследовательский центр ДВО РАН, ул. Тихоокеанская, 153, г. Хабаровск, 680042, Россия a https://orcid.org/0000-0002-5636-4669, burkovalex@mail.ru; b https://orcid.org/0000-0002-1216-4438, maxxxx80@mail.ru; c https://orcid.org/0000-0002-4857-1887, marijka80@mail.ru; d https://orcid.org/0009-0005-4750-7970, alex_btsr@mail.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2025 Том 27 № 3 с. 221–235 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.3-221-235 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 669.018.8 История статьи: Поступила: 11 июня 2025 Рецензирование: 03 июля 2025 Принята к печати: 24 июля 2025 Доступно онлайн: 15 сентября 2025 Ключевые слова: Покрытие WC/Fe-Ni-Al Электроискровое легирование Коэффициент трения Жаростойкость Износ Нанопорошок WC Финансирование Работа выполнена в рамках государственного задания № 075-0039925-04. АННОТАЦИЯ Введение. Гранулометрия исходных порошков оказывает значительное влияние на твердость и прочность компактных металлокерамических материалов из карбида вольфрама (WC), однако это не исследовано при приготовлении покрытий WC/Fe-Ni-Al. Цель работы. Исследовать влияние гранулометрии исходного порошка WC, вводимого в нелокализованный электрод, на кинетику массопереноса, химический состав, структуру поперечных сечений покрытий WC/Fe-Ni-Al, их коррозионные и трибологические свойства. Методы. Осаждение покрытий WC/Fe-Ni-Al на сталь 45 проводилось методом электроискрового легирования с применением нелокализованного электрода, который состоял из железных гранул (Ø = 4 мм), порошков Ni и Al, а также порошков карбида вольфрама с различным размером зерен. По данным рентгенофазового анализа в составе приготовленных покрытий обнаруживаются карбид вольфрама, субкарбид вольфрама (W2C), интерметаллид Al86Fe14, ферроникель (FeNi) и ОЦК-фазы AlNi, AlFe. Результаты и обсуждение. Определено, что при повышении размера фракции порошка WC в электроде состав матрицы покрытий обогащался алюминием, тогда как концентрация железа снижалась с 60 до 30 ат. %. Показано, что наиболее низкие значения твердости, износостойкости и жаростойкости наблюдались для образца, полученного с использованием нанопорошка карбида вольфрама. Установлено, что микротвердость осажденных слоев находилась в диапазоне от 4,39 до 9,16 ГПа. Определено, что жаростойкость образцов с покрытиями при температуре 700 °С монотонно возрастала с ростом размера фракции порошка карбида вольфрама. В работе установлено, что применение порошка карбида вольфрама с размером фракций от 20 до 40 мкм обеспечивает наилучшие показатели твердости, износостойкости и жаростойкости покрытий WC/Fe-Ni-Al при температуре 700°С. Показано, что такие покрытия позволяют повысить жаростойкость стали 45 в 11,6 раза, а износостойкость в 44–80 раз, что открывает перспективы их применения в высокоинтенсивных приложениях. Для цитирования: Влияние гранулометрии порошка карбида вольфрама на характеристики металлокерамических покрытий WC/Fe-Ni-Al / А.А. Бурков, М.А. Дворник, М.А. Кулик, А.Ю. Быцура // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2025. – Т. 27, № 3. – С. 221–235. – DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.3-221-235. ______ *Адрес для переписки Кулик Мария Андреевна, м.н.с. Хабаровский Федеральный исследовательский центр ДВО РАН, ул. Тихоокеанская, 153, 680042, г. Хабаровск, Россия Тел.: 8 (4212) 22-69-56, e-mail: marijka80@mail.ru Введение В последнее время покрытия NiAl вызывают интерес среди исследователей благодаря своей превосходной стойкости к высокотемпературной газовой коррозии [1, 2]. Применение покрытий NiAl в высокотемпературных средах привлекло широкое внимание благодаря их способности образовывать плотную и стабильную окалину Al2O3 [1]. Известно, что твердость, износостойкость и предел текучести при сжатии сплавов на основе NiAl растут с увеличением содержания железа до 20 ат. % [3]. В работе [4] были получены покрытия Fe75Ni15Al10 и Fe56Ni14Al30 на поверхности низкоуглеродистой стали с использованием метода газопламенного напыления смеси порошков железа, никеля и алюминия. Установлено, что повышение концентрации алюминия в покрытиях Fe-Ni-Al улучшает их жаростойкость. Вместе с тем беглый анализ литературы показывает, что износостойкость композиций Fe-Ni-Al все еще сильно уступает металлоке-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1