Влияние Co, Ni, Mo и W на коррозионные свойства аморфных электроискровых покрытий

А.А. Бурков, А.В. Зайцев, В.О. Крутикова

Аннотация на русском языке

Антикоррозионные свойства аморфных покрытий улучшаются при добавлении в их состав вольфрама и изъятии кобальта, по сравнению с составом, где присутствуют все компоненты.Покрытия на основе аморфных металлических сплавов с различным числом элементов: никеля, кобальта, молибдена и вольфрама, получены электроискровой обработкой в смеси кристаллических гранул. Толщина осажденных покрытий составила от 20 до 33 мкм. Рентгеноструктурный анализ показал широкое гало в области углов 2θ ~ 43о, что указывает на преобладание аморфной фазы в составе покрытий. Содержание аморфной фазы в зависимости от состава покрытий варьировало от 81 до 99 об.%. Наименьшая доля аморфной фазы наблюдалась в покрытии, не содержащем молибден. По данным микрорентгеноспектрального анализа показано, что концентрация элементов по сечению покрытий была постоянной, что говорит об однородности состава осажденных покрытий. Исследование растровой электронной микроскопии в режиме фазового контраста показали, что покрытия имеют гомогенную структуру и не имеют четкой границы с подложкой, что говорит о хорошей адгезии сформированных аморфных сплавов со сталью 35. Потенциодинамические поляризационные испытания в 3,5% растворе NaCl показали, что аморфные покрытия могут улучшить сопротивление коррозии поверхностных слоев стали 35 до 5 раз. Вольфрам снижал скорость электрохимической коррозии покрытий, тогда как кобальт ухудшал коррозионные свойства FeCrCoNiMoWCB покрытий. Испытание на жаростойкость в течение 100 часов при температуре 700оС показало, что образцы с покрытиями окислились в 3,4 – 7,9 раз меньше, чем сталь 35. Барьерные свойства, в условиях высокотемпературной газовой коррозии, покрытий без вольфрама были в ~2,3 раза ниже, чем покрытий без кобальта. Это означает, что вольфрам повышает коррозионную стойкость аморфных сплавов, тогда как кобальт ее снижает.

Ссылки (28)

1.
J.‑C. Chang, J.‑W. Lee, B.‑S. Lou, C.‑L. Lie, J. P. Chu. Thin Solid Films. 584, 253 (2015). DOI: 10.1016/j.tsf.2015.01.063
2.
L. Liu, C. Zhang. Thin Solid Films. 561, 70 (2014). DOI: 10.1016/j.tsf.2013.08.029
3.
S. D. Zhang, W. L. Zhang, S. G. Wang, X. J. Gu, J. Q. Wang. Corr. Sci. 93, 211 (2015). DOI: 10.1016/j.corsci.2015.01.022
4.
S. Chen, R. Li, Q. Zheng, Z. Li. Materials Transactions. 57, 1807 (2016). DOI: 10.2320/matertrans.M2016189
5.
C. Li, D. Chen, W. Chen, L. Wang, D. Luo. Corr. Sci. 84, 96 (2014). DOI: 10.1016/j.corsci.2014.03.017
6.
X.‑R. Wang, Z.‑Q. Wang, W.‑S. Li, T.‑S. Lin, P. He, C.‑H. Tong. Materials Letters. 197, 143 (2017). DOI: 10.1016/j.matlet.2017.03.109
7.
G. Wang, Z. Huang, P. Xiao, X. Zhu. Journal of Manufacturing Processes. 22, 34 (2016). DOI: 10.1016/j.jmapro.2016.01.009
8.
A. A. Burkov. Letters on Materials. 3(27), 254 (2017). (in Russian) [А. А. Бурков. Письма о материалах. 3(27), 254 (2017).] DOI: 10.22226/2410‑3535‑2017‑3‑254‑259
9.
P. Rezaei-Shahreza, A. Seifoddini, S. Hasani. J. Alloys Compd. 738, 197 (2018). DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.12.135
10.
J. Si, C. Du, T. Wang, Y. Wu, R. Wang, X. Hui. J. Alloys Compd. 741, 542 (2018). DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.01.074
11.
Q. Hu, J. M. Wang, Y. H. Yan, S. Guo, S. S. Chen, D. P. Lu, J. Z. Zou, X. R. Zeng. Intermetallics. 93, 318 (2018). DOI: 10.1016/j.intermet.2017.10.012
12.
M. Kachniarz, J. Salach, R. Szewczyk. Advances in Intelligent Systems and Computing. 644, 126 (2018). DOI: 10.1007/978‑3‑319‑65960‑217
13.
S. D. Zhang, J. Wu, W. B. Qi, J. Q. Wang. Corr. Sci. 110, 57 (2016). DOI: 10.1016/j.corsci.2016.04.021
14.
C. Wang, A. He, A. Wang, J. Pang, X. Liang, Q. Li, C. Chang, K. Qiu, X. Wang. Intermetallics. 84, 142 (2017). DOI: 10.1016/j.intermet.2016.12.024
15.
H. Zohdi, H. R. Shahverdi, S. M. M. Hadavi. Electrochemistry Communications. 13, 840 (2011). DOI: 10.1016/j.elecom.2011.05.017
16.
W.‑H. Liu, F.‑S. Shieu, W.‑T. Hsiao. Surface & Coatings Technology. 249, 24 (2014). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2014.03.041
17.
M. Madinehei, P. Bruna, M. J. Duarte, E. Pineda, J. Klemm, F. U. Renner. J. Alloys Compd. 615, 128 (2014). DOI: 10.1016/j.jallcom.2013.12.245
18.
S. Li, Q. Wei, Q. Li, B. Jiang, Y. Chen, Y. Sun. Materials Science and Engineering C. 52, 235 (2015). DOI: 10.1016/j.msec.2015.03.041
19.
Y. Wang, Y. Zheng, J. Wang, M. Li, J. Shen. Acta Metallurgica Sinica. 51, 49 (2015). DOI: 10.11900/0412.1961.2014.00272
20.
K. Zhu, W. Jiang, J. Wu, B. Zhang. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 24, 926 (2017). DOI: 10.1007/s12613‑017‑1479‑1
21.
A. Wiest, G. Wang, L. Huang, S. Roberts, M. D. Demetriou, P. K. Liaw, W. L. Johnson Scripta Mater. 62, 540 (2010). DOI: 10.1016/j.scriptamat.2009.12.025
22.
N. Ciftci, N. Ellendt, E. Soares Barreto, L. Mädler, V. Advanced Powder Technology. 29, 380 (2018). DOI: 10.1016/j.apt.2017.11.025
23.
A. A. Burkov, S. A. Pyachin. Mater. and Des. 80, 109 (2015). DOI: 10.1016/j.matdes.2015.05.008
24.
E. I. Zamulaeva, E. A. Levashov, A. E. Kudryashov, P. V. Vakaev, M. I. Petrzhik. Surf. Coat. Technol. 202, 3715 (2008). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2008.01.008
25.
J. Cheng, B. Wang, Q. Liu, X. Liang. J. Alloys Compd. 716, 88 (2017). DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.05.032
26.
M. Salmaliyan, F. Malek Ghaeni, M. Ebrahimnia. Surf. Coat. Technol. 321, 81 (2017). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2017.04.040
27.
Y. Wang, Y. Zheng, J. Wang, M. Li, J. Shen. Acta Metallurgica Sinica. 51, 49 2015. DOI: 10.11900/0412.1961.2014.00272
28.
Wang Y., Jiang S. L., Zheng Y. G., Ke W., Sun W. H., Wang J. Q. Materials and Corrosion 65(7), 733 (2014). DOI: 10.1002/maco.201206740