ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 4 2025 318 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Т а б л и ц а 5 Ta b l e 5 Химический состав участков поперечного сечения нароста на пластине, представленных на рис. 7, в, масс. % Chemical composition of the cross-sectional areas of the pickups on the plate, shown in Fig. 7, в, wt.% Спектр / Spectrum O Cr Ni Fe Mn Si 1 0,22 1,75 0,98 94,06 – 3,2 2 – 9,26 5,57 81,92 1,01 2,23 3 0,04 3,72 1,53 90,98 0,64 3,13 4 0,21 16,77 9,53 71,49 1,51 0,7 9, 13]. Это демонстрирует достоверность лабораторного метода, разработанного для оценки наростов на поверхности печных роликов. Испытания пластин с покрытием на основе NiCrAlY Одним из направлений снижения склонности к образованию наростов является нанесение газотермических покрытий на поверхность печных роликов. В частности, перспективно нанесение покрытий типа MCrAlY (M-Co, Ni), в которых при высоких температурах нагрева будет происходить образование защитных пленок на основе Al2O3 и Cr2O3 (механизм их образования рассмотрен в монографиях [19, 20]). Такие покрытия показали высокую стойкость в газовых средах Ar-20 %O2 и Ar-4%H2-2%H2O. Их применяют для повышения ресурса лопаток газовых турбин [21], технологических роликов в металлургии [5, 22], деталей трибосопряжений, эксплуатирующихся в условиях граничной смазки или сухого трения, при повышенных нагрузках и колебаниях температур (моторостроение, металлургическое оборудование, авиационная и космическая техника) [23]. В соответствии с методикой, изложенной выше, была проведена оценка склонности к образованию наростов на пластинах из стали AISI 310S (зарубежный аналог ЭИ283), на которые методом плазменного напыления наносили покрытия из порошков (NiCrAlY (70-20-9-0,38) + + n⋅Y2O3), где n = 0, 5 и 10 масс. % [24]. При визуальном осмотре после испытаний отмечена разница в состоянии поверхности пластин (рис. 8). На поверхности пластин с покрытиями следы схватывания с материалом ленты отсутствуют, в отличие от пластины из стали AISI 310S. Дальнейшее исследование зон контакта включало в себя определение микротвердости, параметров шероховатости и топографии, а также микрорентгеноспектральный анализ (МРСА) по поверхности и по характерным сечениям до и поле испытаний. Показано, в частности, что в сечениях покрытий NiCrAlY + (5…10 % Y2O3) после напыления сформировались шпинели (Al, Cr, Y)Oх с ростом доли Y примерно от 18 до 45 масс. % при увеличении содержания Y2O3 в исходном порошке (рис. 9). Исследование после испытаний показало недостаточное количество Fe и Si в зоне контакта для схватывания ленты из электротехнической стали с покрытием. Кроме того, установлено разнонаправленное влияние Y2O3. С одной стороны, увеличение его содержания ведет к росту твердости, что благоприятно для повышения износостойкости покрытия. При износе оксиды внутри слоя также будут препятствовать налипанию. С другой стороны, добавление Y2O3 облегчает диффузию Si как со стороны ленты, так и со стороны основы, что повышает склонность к образованию наростов. Чтобы оценить, какой из этих процессов окажет превалирующее влияние на работоспособность покрытия, необходимо проведение натурных испытаний. Заключение Эксперимент показал, что разработанная методика, заключающаяся в принудительном создании давления на поверхности контакта стальных
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1