ФОРМУВАННЯ ВИСОКОЕНТРОПІЙНОГО ПОКРИТТЯ AlNiCoFeCrTi ХОЛОДНИМ ГАЗОДИНАМІЧНИМ НАПИЛЕННЯМ

Анотація

Досліджено особливості формування методом холодного газодинамічного напилення (ХГН) покриттів із порошкового високоентропійного сплаву AlNiCoFeCrTi, отриманого короткочасним механічним легуванням в планетарному млині еквіатомної суміші елементарних компонентів з наступним відпалом при температурі 1200 °С та розмелом утворених під час відпалу агломератів. Методами рентгеноструктурного і мікроструктурного аналізів досліджено фазові та структурні перетворення на різних етапах отримання порошкового сплаву AlNiCoFeCrTi та після його напилення на сталеву підкладку. Встановлено, що під час механічного легування порошкової суміші формується метастабільний твердий розчин з ОЦК структурою, який знаходиться в наноструктурному стані. Після відпалу фазовий склад сплаву змінюється — він представлений упорядкованим ОЦК твердим розчином (В2 фазою), інтерметалідною         s-фазою (FeCr) та карбідом титану ТіС. Після розмелу в планетарному млині протягом 1 год агломератів, що утворилися в процесі відпалу, впорядкована В2 фаза перетворюється на невпорядкований ОЦК твердий розчин, що знаходиться в наноструктурному стані. Карбід ТіС та s-фаза залишаються у складі сплаву, але частинки            s-фази значно подрібнюються та частково розчиняються в ОЦК твердому розчині. Показано, що після напилення фазовий склад та наноструктурний стан вихідного порошкового сплаву залишаються незмінними і ХГН-покриття складається з ОЦК твердого розчину, інтерметалідної s-фази та включень карбіду ТіС. Середня товщина покриття становить 405 мкм, а його мікротвердість HV = 10,0 ± 0,3 ГПа. Висока твердість покриття забезпечується ефектами зміцнення: твердорозчинного і наноструктурного, включеннями інтерметалідної та карбідної фаз, а також деформаційного зміцнення під час напилення під впливом інтенсивної пластичної деформації з надзвичайно високою швидкістю (~10⁵–10⁷ с^–1) при низькій температурі. Покриття має хорошу адгезію з підкладкою та незначну пористість (<1%).