Исследование композиционных покрытий на основе высокоэнтропийных сплавов, упрочненных тугоплавкими частицами

Объектом исследования являются композиционные покрытия, полученные методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки на основе высокоэнтропийного сплава, упрочненного тугоплавкими частицами. Цель работы – повышение механических и функциональных свойств покрытий из высокоэнтропийных сплавов на основе переходных металлов путём введения в них тугоплавких частиц различного типа. Исследование влияния данных частиц на процессы структурообразования и фазовый состав покрытий. А также исследование влияния термической обработки на структуру и свойства покрытий. Исследование структуры покрытий проводилось методами оптической и растровой электронной микроскопии. Фазовый состав определялся методом рентгенофазового анализа. Механические свойства покрытий оценивались по результатам измерения миткровтердости. Износостойкость покрытий оценивалась в условиях сухого трения скольжения по схеме «шар – плоскость». Определение стойкости к окислению проводилось весовым методом при изотермической выдержке при температуре 900 °С. Покрытия, показавшие благоприятный комплекс свойств подвергались отжигу при температурах 600 °C и 900 °C. А также закалке с 1100 °C и последующему старению при 600 °C и 900 °C в течение 1 и 3 часов. На основании проведенных исследований установлено, что одновременное повышение микротвердости, стойкости к окислению и износостойкости обеспечивается при введении в состав наплавочной смеси порошка Cr3C2. При этом увеличение доли порошка Cr3C2 сопровождается ростом всех отмеченных характеристик. Введение в наплавочную смесь порошка NbC не позволяет повысить износостойкость материала. В то же время, минимальный прирост массы среди всех испытанных покрытий был зафиксирован у наплавленного слоя, полученного с использованием добавки 5 % NbC. Добавка CrB к наплавочной смеси сопровождается ростом микротвердости и износостойкости образцов, однако приводит к снижению стойкости к окислению, по сравнению с образцами аналогичного состава, но не содержащими упрочняющих частиц. Термическая обработка не позволила существенно улучшить комплекс свойств покрытий. На основании проведенных исследований можно заключить, что термическая обработка композиционных покрытий на основе ВЭС может быть рекомендована для покрытий с эвтектической или доэвтектической структурой, при этом необходимо снижать температурно-временное воздействие на материал для минимизации процесса диффузии углерода из основного металла в наплавленный слой.