ИЗУЧЕНИЕ СТОЙКОСТИ К ОКИСЛЕНИЮ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ СПЛАВОВ M(Cr30W5C1,5)

Abstract

Исследование посвящено изучению высокотемпературной окислительной стойкости многокомпонентных сплавов системы M(Cr30W5C1,5), где основа матрицы (M) представляет собой комбинацию элементов кобальта, железа, никеля, алюминия и марганца, а кроме того, они содержат 30 %(мас.) Cr, 5 %(мас.) W и 1,5 %(мас.) С: AlCoNiFe(Cr30W5C1,5), Al₂CoNiFe(Cr30W5C1,5), MnCoNiFe(Cr30W5C1,5), CoNiFe(Cr30W5C1,5),Co(Cr30W5C1,5),Ni(Cr30W5C1,5) иFe(Cr30W5C1,5).Актуальность работы обусловлена поиском альтернатив традиционным кобальтохромовым сплавам (стеллитам), применение которых, несмотря на высокий уровень полезных характеристик, ограничено из-заих высокой стоимости. Целью исследования было определение влияния состава матрицы на кинетику окисления при нагреве в воздушной среде. Методика исследования включала синтез сплавов методом вакуумной плавки, подтверждение состава и микроструктуры образцов (сканирующая электронная микроскопия, рентгеновская дифракция), а также термогравиметрический анализ поведения полученных образцов при нагревеот комнатной температуры до 1300 °C. Результаты показали, что температурный порог начала ускоренного окисления для всех сплавов находится в интервале 1000–1100 °C и зависит от состава матрицы. Наибольшие пороговые температуры продемонстрировали системы AlCoNiFe(Cr30W5C1,5) и Fe(Cr30W5C1,5). Состав изученных образцов способствует формированию защитных оксидных слоев (Cr₂O₃ и Al₂O₃ в системах с алюминием) и подавлению роста нежелательных фаз, что подтверждается данными рентгенофазового анализа и микроструктурных исследований. Показано, что до пороговых температур ускоренного окисления устойчивость изученных составов к окислению на воздухе ниже или имеет один порядок с образцом сплава, соответствующего составу Стеллита 6. Полученные в ходе работы результаты подтверждают перспективность многокомпонентных системна основевысокоэнтропийных сплавов для применения в машиностроении, энергетике и авиастроении.