Авторы: Ф.И. Пантелеенко, О.Г. Девойно, В.В. Оковитый, В.Ю. Блюменштейн

Название статьи: Обзор современного применения композиционных материалов на основе систем никелевых сплавов с керамикой для формирования многослойных композиционных плазменных покрытий. Часть 1

Год: 2026, Номер: 2, Страницы: 45-55

Отрасль знаний: 2.6.1 Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов

Индекс УДК: 621.793.7:621.762

DOI: 10.26730/1999-4125-2026-2-45-55

Аннотация: В статье приведен обзор современного применения композиционных материалов на основе систем никелевых сплавов с керамикой для формирования многослойных композиционных плазменных покрытий. Металлические сплавы на основе материала MCrAlY очень часто применяются как функциональное внешнее покрытие или связующее покрытие при процессе плазменного напыления и весьма полезны при защите поверхностей от разрушения при высокотемпературном воздействии на компонентах эксплуатируемых деталей. Новая область использования данных покрытий может быть получена путем добавления частиц новых материалов к базовой металлической матрице MCrAlY для создания композиционных покрытий. Газотермические композионные покрытия MCrAlY с усиленными функциональными свойствами из-за добавления армирующих элементов, таких как иттрий-стабилизированный диоксид циркония (YSZ) (ZrO2-8Y2O3), CeO2, Al2O3-TiO2, Al2O3, диоксид циркония (CSZ) (ZrO2-25CeO2-2,5Y2O3), характеризуются повышенными механическими свойствами, коррозионной и термической стойкостью. Однако недостаточная прочностная связь между оксидами и металлической матрицей, формирование трещин, сколы, пористость являются характерными недостатками у газотермически напыленных покрытий. Для уменьшения этих дефектов и улучшения прочностных характеристик покрытия применяются различные варианты последующей высокоэнергетической обработки с помощью лазера или компрессионной плазмы. Добавление оксидной керамики со стабилизацией редкоземельными элементами (РЗЭ) в покрытиях MCrAlY может значительно улучшить как износостойкость, так и коррозионную стойкость покрытий. РЗЭ, будучи поверхностно-активными элементами, снижают поверхностное натяжение и межфазную энергию между ядром кристалла и расплавом в процессе затвердевания, что приводит к улучшению смачивающих свойств и уменьшению краевого угла между расплавом и подложкой. В последние годы редкоземельные элементы успешно применялись для изменения поверхностных свойств покрытий, наносимых методом термического напыления. Добавление РЗЭ в покрытия приводит к измельчению зерен и очистке границ зерен, что увеличивает микротвердость и износостойкость покрытий, снижает коэффициент трения.

Ключевые слова: композиционный материал никель-хром-алюминий-иттрий оксидная керамика плазменное напыление долговечность и надежность механизмов скорость нагрева порошковых частиц диффузия расплавленных солей горячая коррозия

Дата получения: 30.12.2025

Дата одобрения: 15.05.2026

Дата опубликования: 29.06.2026

ЦИТИРОВАНИЕ СКАЧАТЬ