КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ Inconel 625/(WC, W2C), СФОРМИРОВАННЫЕ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ НАПЛАВКИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Проведено исследование фазово-структурного состояния композиционных покрытий Inconel 625/(WC, W2C), синтезированных методом лазерной наплавки. При синтезе экспериментальных покрытий варьировали содержание упрочняющей фазы в интервале от 10 до 50 об. %. Рентгеновским методом показано, что фазовый состав покрытий представлен никелевым твердым раствором и карбидными фазами WC, W2C, η1(Ni3Mo3C) и MoNbC2. С помощью растровой электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа в структуре покрытий выявлены сферические частицы исходного карбида вольфрама с зоной вокруг них («ореолом»), обогащенной вольфрамом, углеродом, а также карбидообразующими элементами матрицы (Mo, Nb и Cr), дендриты никелевой матрицы и обогащенное Mo, Nb, Cr и W междендритное пространство частично с эвтектической структурой, а частично с избыточными выделениями. Установлено, что параметр кристаллической решетки никелевого твердого раствора немонотонно зависит от содержания карбида в покрытии: максимальное его значение наблюдается при 30 об. % карбида вольфрама. Показано, что основным механизмом упрочнения матрицы покрытия является дисперсионный за счет выделения фазы η1(Ni3Mo3C).

Об авторах

К. О Базалеева

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: bazaleeva_ko@pfur.ru
Москва, Россия

Ю. Ю Понкратова

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: email@example.com
Москва, Россия

Д. Э Сафарова

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: email@example.com
Москва, Россия

Р. Б Шипшев

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: email@example.com
Москва, Россия

А. В Алексеев

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: email@example.com
Москва, Россия

М. Д Савельев

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Email: email@example.com
Москва, Россия

Д. З Ишмухаметов

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: email@example.com
Москва, Россия

Список литературы

  1. Karmuhilan, M. A review on additive manufacturing processes of Inconel 625 / M. Karmuhilan, S. Kumanan // J. Mater. Eng. Perform. 2022. V.31. P.2583–2592.
  2. He, S. Effect of substrate preheating on the microstructure and bending behavior of WC-Inconel 718 composite coating synthesized via laser directed energy deposition / S. He, S. Park, D.S. Shim, C. Yao, M. Li, S. Wang // Intern. J. Refract. Metals Hard Mater. 2023. V.115. Art.106299.
  3. Cooper, D.E. Additive layer manufacture of Inconel 625 metal matrix composites, reinforcement material evaluation / D.E. Cooper, N. Blundell, S. Maggs, G.J. Gibbons // J. Mater. Proc. Tech. 2013. V.213. Is.12. P.2191–2200.
  4. Chen, L. Effect of TiC content on the microstructure and wear performance of in situ synthesized Ni-based composite coatings by laser direct energy deposition / L. Chen, Y. Zhao, F. Meng, T. Yu, Z. Ma, S. Qu, Z. Sun // Surf. Coat.Tech. 2022. V.444. Art.128678.
  5. Muvvala, G. In-process detection of microstructural changes in laser cladding of in-situ Inconel 718/TiC metal matrix composite coating / G. Muvvala, D.P. Karmakar, A.K. Nath // J. Alloys Comp. 2018. V.740. P.545–558.
  6. Shen, X. Study on crack behavior of laser cladding ceramic-metal composite coating with high content of WC / X. Shen, X. He, L. Gao, G. Su, C. Xu, N. Xu // Ceram. Intern. 2022. V.48. Is.12. P.17460–17470.
  7. Tobar, M.J. Morphology and characterization of laser clad composite NiCrBSi–WC coatings on stainless steel / M.J. Tobar, C. Álvarez, J.M. Amado, G. Rodríguez, A. Yáñez // Surf. Coat. Tech. 2006. V.200. P.6313–6317.
  8. Sun, S. Preparing WC-Ni coatings with laser cladding technology : A review / S. Sun, J. Wang, J. Xu, X. Cheng, C. Jing, Z. Chen, J. Jiao // Mater. Today Communication. 2023. Art.106939.
  9. Zafar, F. A review on direct laser deposition of Inconel 625 and Inconel 625-based composites–challenges and prospects / F. Zafar, O. Emadinia, J. Conceição, M. Vieira, A. Reis // Metals. 2023. V.13. Is.4. P.787.
  10. Deschuyteneer, D. Influence of large particle size – up to 1.2 mm – and morphology on wear resistance in NiCrBSi/WC laser cladded composite coatings / D. Deschuyteneer, F. Petit, M. Gonon, F. Cambier // Surf. Coat. Tech. 2017. V.311. P.365–373.
  11. He, S. Study on microstructure and abrasive behaviors of Inconel 718-WC composite coating fabricated by laser directed energy deposition / S. He, S. Park, D.S. Shim, C. Yao, W.J. Zhang // J. Mater. Res. Tech. 2022. V.21. P.2926–2946.
  12. Zhang, P. Effects of WC particle types on the microstructures and properties of WC-reinforced Ni60 composite coatings produced by laser cladding / P. Zhang, Y. Pang, M. Yu // Metals. 2019. V.9. Is.5. P.583.
  13. Li, W. Effect of WC mass fraction on the microstructure and friction properties of WC/Ni60 laser cladding layer of brake discs / W. Li, X. Yang, J. Xiao, Q. Hou // Ceram. Intern. 2021. V.47. Is.20. P.28754–28763.
  14. Zhang, K. Microstructure and properties of composite coatings by laser cladding Inconel 625 and reinforced WC particles on non-magnetic steel / K. Zhang, H. Ju, F. Xing, W. Wang, Q. Li, X. Yu, W. Liu // Optics Laser Tech. 2023. V.163. Art.109321.
  15. Xiong, K. Microstructure evolution and mechanical properties of high-content TiC reinforced Inconel 718 composites fabricated by laser-directed energy deposition / K. Xiong, D. Gu, R. Wang, G. Huang, L. Yuan, D. Dai // J. Laser Appl. 2023. V.35. Is.2.
  16. Zhou, S. Analysis of crack behavior for Ni-based WC composite coatings by laser cladding and crack-free realization / S. Zhou, X. Zeng, Q. Hu, Y. Huang // Appl. Surf. Sci. 2008. V.255. Is.5. P.1646–1653.
  17. Huebner, J. Influence of heating conditions on the solidification of Inconel 625–WC system for additive manufacturing / J. Huebner, P. Rutkowski, A. Dębowska, D. Kata // Materials. 2020. V.13. Is.13. Art.2932.
  18. Li, W. Microstructure, wear resistance and electrochemical properties of spherical/non-spherical WC reinforced Inconel 625 superalloy by laser melting deposition / W. Li, R. Di, R. Yuan, H. Song, J. Lei // J. Manuf. Proc. 2022. V.74. P.413–422.
  19. Александрова, А.А. Прямое лазерное выращивание композиционного материала инконель 625/TiC : влияние исходного состояния порошка / А.А. Александрова, К.О. Базалеева, Э.В. Балакирев, А.А. Брыков, А.Г Григорьянц // ФММ. 2019. Т.120. №5. С.498–504. –
  20. Abioye, T.E. Concurrent Inconel 625 wire and WC powder laser cladding : process stability and microstructural characterisation / T.E. Abioye, J. Folkes, A.T. Clare, D.G. McCartney // Surf. Eng. 2013. V.29. №9. P.647–653.
  21. Tian, Z.H. Microstructure and properties of Inconel 625 + WC composite coatings prepared by laser cladding / Z.H. Tian, Y.T. Zhao, Y.J. Jiang, H.P. Ren // Rare Metals. 2021. V.40. P.2281–2291.
  22. Горелик, С.С. Рентгенографический и электроннооптический анализ/ С.С. Горелик, Л.Н. Расторгуев, Ю.А. Скаков. – М. : Металлургия, 1963. 296 с. –

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025