Получение высоколегированного никелем слоя на поверхности низкоуглеродистой стали с использованием монометаллических порошков и лазерной обработки

Представлены результаты исследования высоколегированного никелем коррозионно-стойкого слоя, нанесенного на поверхность низкоуглеродистой экономнолегированной стали. Формирование слоя осуществляется в два этапа – на первом этапе методом «холодного» газодинамического напыления наносится прекурсорное покрытие, на втором при воздействии лазера формируется легированный слой. Исследованы состав и свойства легированного никелем слоя на поверхности низкоуглеродистой стали.. Результаты рентгеноструктурного фазового анализа свидетельствуют об образовании в сформированном слое ГЦК решетки твердого раствора и интерметаллида Ni₃Fe.

1. Gorynin , I. V., Ignatov , V. A., Rybin , V. V., Fabritsiev , S. A., Kazakov , V. A., Chakin , V. P., Prokofye v , Y. G. Effects of neutron irradiation on properties of refractory metals // Journal of Nuclear Materials. – 1992. – V. 191–194. – P. 421–425. https://doi.org/10.1016/S0022-3115(09)80079-2.

2. The effect of microalloying on mechanical properties of low-carbon chromium–nickel– molybdenum steel / S. A. Golosienko , N. A. Minyakin , V.V. Ryabovetal. // Inorg. Mater. Appl. Res. – 2019. – V. 10. – P. 1309–1313. https://doi.org/10.1134/S2075113319060194.

3. Quantitative Analysis of Carbide Phases in Medium-Carbon Steel After Low-Temperature Tempering // V. V. Ryabov , E. I. Khlusova , A. A. Zismanetal. // Metallurgist. – 2019. – V. 62. – P. 926–936. https://doi.org/10.1007/s11015-019-00739-5.

4. Müller G., Schumacher , G., Zimmermann , F. Investigation on oxygen controlled liquid lead corrosion of surface treated steels. Journal of Nuclear Materials. – 2000. – V. 278(1). – P. 85–95. https://doi.org/10.1016/S0022-3115(99)00211-1.

5. Markov M. A., Kashtanov A. D., Krasikov A. V., Bykova A. D., Gerashchenkov D. A., Makarov A. M., Perevislov S. N. Corrosion-resistant ceramic coatings that are promising for use in liquid metal environments // Key Engineering Materials. – 2019. – V. 822. – P. 752–759. Trans Tech Publications Ltd. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.822.752.

6. Cheng G. P., He Y. Z. Preparing of NiAl and Ni3Al Intermetallic Composite Coatings by Laser Cladding In Situ Synthesis // Advanced Materials Research. – 2011. – V. 239–242. – P. 636–641. doi:10.4028/www.scientific.net/amr.239–242.636.

7. Qi C., Zhan X., Gao Q., Liu L., Song Y., Li Y. The influence of the pre-placed powder layers on the morphology, microscopic characteristics and microhardness of Ti–6Al–4V/WC MMC coatings during laser cladding // Optics & Laser Technology. – 2019. – N 119. – P. 105572. doi:10.1016/j.optlastec. 2019.105572.

8. Tang C., Cheng F., Man H. Effect of laser surface melting on the corrosion and cavitation erosion behaviors of a manganese–nickel–aluminium bronze // Materials Science and Engineering: A. – 2004. – 373(1–2). – P. 195–203. doi:10.1016/j.msea.2004.01.016.

9. Emamian A., Corbin S. F., Khajepour A. Effect of laser cladding process parameters on clad quality and in-situ formed microstructure of Fe–TiC composite coatings // Surface and Coatings Technology. – 2010. – N 205(7) . – P. 2007–2015. doi:10.1016/j.surfcoat.2010.08.087.

10. Papyrin , A., Kosarev , V., Klinkov , S., Alkimov , A., Fomin , V. Cold Spray Technology. Cold Spray Technology. – Elsevier Ltd., 2007. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-045155-8.X5000-5.

11. Oryshchenko A. S., Gerashchenkov D. A. Aluminum matrix functional coatings with high microhardness on the basis of Al–Sn + Al2O3 composite powders fabricated by cold gas dynamic spraying // Inorganic Materials: Applied Research. – 2016. – N 7(6). – P. 863–867. https://doi.org/10.1134/ S2075113316060125.

12. Gerashchenkov D. A., Farmakovskii B. V., Bobkova T. I., Klimov V. N. Features of the Formation of Wear-Resistant Coatings from Powders Prepared by a Micrometallurgical Process of HighSpeed Melt Quenching // Metallurgist. – 2017. – N 60(9–10). – P. 1103–1112. https://doi.org/10.1007/s11015- 017-0413-0.

13. Geraschenkov D. A., Vasiliev A. F., Farmakovsky B. V., Mashek A. Ch. Study of the flow temperature in the process of cold gas-dynamic spraying of functional coatings // Materials Science. – 2014. – Is. 1. – P. 87–96. (Gerashchenkov, D. A., Vasil'yev, A. F., Farmakovskiy, B. V., & Mashek, A. CH. (). Issledovaniye temperatury potoka v protsesse kholodnogo gazodinamicheskogo napyleniya funktsional'nykh pokrytiy // Voprosy materialovedeniya. – 2014, N 1 (77). – P. 87–96. https://www.elibrary.ru/item.asp? id=21515704.

14. Bystrov R. Yu, Gerashchenkov D. A. Coating of a multicomponent system Al–Cr–Ni–Co–Fe on a steel substrate obtained by laser // Materials science. – 2021. – Is. 3 (107). DOI: 10.22349/1994-6716- 2021-107-3-00-00.