СВОЙСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ МАТЕРИАЛЛОВ НА ОСНОВЕ М-КРОЛЕЙ

Аннотация

В статье описаны структуры и свойств напыленных при оптимальных режимах плазменных порошковых покрытий из м-кроллей. Большинство современных используемых в технике сплавов на основе никеля применяющихся для формирования плазменных покрытий, содержат 6-12 % алюминия, 20-30 % хрома, а также 0,15-1,0 % реактивного элемента (иттрия, тантала и др.). При увеличении концентраций у реактивного элемента получение новых зерен оксидов при напылении внутри самой пленки тормозится и при наличии иттрия более 0,82 % полностью останавливается, увеличивается скорость при диффузии кислорода. Это вызвано значительным измельчением оксидной пленки и зерна сплава и образованием богатых иттрием фаз - Ni₅Y, Ni₉Y, Ni₃Al₂Y, (NiCo)_4,25Al_0,15Y, обладающих низкой стойкостью к высокотемпературному окислению. Все это должно учитываться во время формирования покрытия при оптимизации содержания редкоземельных (РЗМ) металлов в сплаве. Следовательно, введения реактивных элементов в плазменное покрытие способствует отсутствию напряжений в пленке, вызываемых внутренним окислением. Тем не менее, увеличение концентрации реактивного элемента ограничено ростом скорости диффузии кислорода и процессами охрупчивания сплава. Поэтому большинство NiCrAlYТа сплавов для напыления имеют ограничения по содержанию кислорода до 0,05 %. Механические свойства сплавов значительно улучшаются при легировании их танталом, ниобием, титаном, так как в их присутствии образуется сверхрешетка β-фазы (Ni₂AlTa, Ni₂AlNb) благодаря упорядочению элементов в алюминиевой подрешетке. Однако, для образования такой сверхрешетки необходима концентрация элементов, превышающая некоторую предельную. Ниобий оказывает положительное влияние на жаростойкость сплава NiCrAlI, но снижает его коррозионную стойкость. Наиболее благоприятное влияние как на механические, так и на защитные свойства сплавов MCrAlI оказывает тантал. В дополнение к участию в образовании сверхрешетки β-фазы, тантал увеличивает жаростойкость и стойкость к высокотемпературной солевой коррозии границ зерен, сегрегируя прежде всего в областях сплава, а также связывает свободный углерод в карбиды. Все тугоплавкие элементы образуют включения, которые в большинстве случаев снижают диффузионную подвижность атомов в покрытии. Качественные износостойкиепокрытия на основе диоксида титана - оксид аллюминия и никель-хром-алюминий-итрий-танталового сплава необходимо формировать из материаловпри строго определенных размерах и морфологии частиц у исходного порошка, с равномерным по сечению исходных порошков химическим и фазовым составом и минимальным размером зерна фазовых включений.