СТРУКТУРОУТВОРЕННЯ ТА ТВЕРДІСТЬ ПОКРИТТІВ ІЗ ВИСОКОЕНТРОПІЙНИХ СПЛАВІВ, НАНЕСЕНИХ МЕТОДОМ ЕЛЕКТРОІСКРОВОГО ЛЕГУВАННЯ

Анотація

Розглянуто особливості використання високоентропійних сплавів (ВЕСів) як матеріалів для нанесення покриттів методом електроіскрового легування (ЕІЛ). Як відомо, цей метод дозволяє створювати якісні захисні покриття з високим ресурсом роботи. Для дослідження використано литі сплави AlCrFeCoNiCu_х (х = 0; 2 моль), отримані методом дугового переплаву. Покриття з ВЕСів на сталі 45 нанесені на установці “Елітрон-52А”. Виконано порівняльний аналіз фазового складу, твердості та мікроструктури литих сплавів і покриттів на їх основі. Показано, що у вихідному стані ВЕСи мають неоднорідну структуру, яка властива литому сплаву, кристалізуються з утворенням простих твердих розчинів на основі фаз з ОЦК- і ГЦК-структурами. Сплав AlCrFeCoNi має більш високу твердість (6229 МПа) порівняно зі сплавом AlCrFeCoNiCu₂ (5814 ГПа). Дослідження структурно-фазового стану нанесених покриттів показало, що вони складаються із поверхневого шару (власне покриття), перехідної зони і основного сплаву з ферито-перлітною структурою. Підвищення енергії розряду W_р при ЕІЛ збільшує твердість, товщину та суцільністі покриттів. Так, при W_р = 0,13 Дж товщина покриття складає 20 мкм, суцільність — 70%, при W_р = 4,6 Дж товщина збільшується до 130 мкм, суцільність дорівнює 100%. На відміну від литих сплавів, високоентропійні покриття мають більшу мікротвердість: при енергії розряду 4,6 Дж вона складає 6230 та 7320 МПа відповідно для AlCrFeCoNiCu₂ і AlCrFeCoNi. Додавання міді в матеріал електроду призводить до збільшення товщини покриттів. Показано, що як в литих сплавах, так і в покриттях утворюються типові для високоентропійних сплавів прості тверді розчини. На відміну від литих сплавів, покриття мають однорідну мікроструктуру.