kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2024-4(16)-45kaz44-1574Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)CHEMICAL TECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)ИССЛЕДОВАНИЕ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕТОНАЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ Ni-Cr-AlINVESTIGATION OF TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF DETONATION Ni-Cr-Al COATINGShttps://orcid.org/0000-0003-1570-0301МаулетМ.MauletM.

Меруерт    Маулет –    старший    научный    сотрудник  Научно-исследовательского    центра «Инженерия поверхности и трибология»

070002, Казахстан, Усть-Каменогорск, ул. Шакарима 148

Meruyert Maulet – senior researcher of Scientific Research Center «Surface Engineering and Tribology» 

 070002, Kazakhstan, Ust-Kamenogorsk, st. Shakarima 148 

maulet_meruert@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6421-2000СагдолдинаЖ. Б.SagdoldinaZh. B.

Жулдыз Болаткызы Сагдолдина – ассоциированный профессор, старший научный сотрудник Научно-исследовательского центра «Инженерия поверхности и трибология»

070002, Казахстан, Усть-Каменогорск, ул. Шакарима 148071412, Казахстан, Семей, ул. Глинка, 20 А 

Zhuldyz Bolatkyzy Sagdoldina – associate Professor, senior researcher of Scientific Research Center «Surface Engineering and Tribology»

070002, Kazakhstan, Ust-Kamenogorsk, st. Shakarima 148071412, Kazakhstan, Semey, st. Glinka, 20 A 

sagdoldina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7362-6173ЧорухА.ÇoruhA.

Али Чорух – Заведующий кафедрой общей физики физического факультета

54050, Турция, Сакарья, Эсентепе 

Ali Çoruh – Head of the General Physics Chair, Faculty of Arts and Sciences Department of Physics 

54050, Turkey, Sakarya, Esentepe 

coruh@sakarya.edu.trhttps://orcid.org/0009-0001-7644-4527АлибековаА. Б.AlibekovaA. B.

Балым Алибековна Алибекова – инженер-исследователь Научно-исследовательского центра «Инженерия поверхности и трибология» 

070002, Казахстан, Усть-Каменогорск, ул. Шакарима 148 

Balym Alibekovna Alibekova – engineer researcher of Scientific Research Center «Surface Engineering and Tribology» 

070002, Kazakhstan, Ust-Kamenogorsk, st. Shakarima 148 

balymalibekova304@gmail.comВосточно-Казахстанский Университет имени С. АманжоловаКазахстанSarsen Amanzholov East Kazakhstan UniversityKazakhstanВосточно-Казахстанский Университет имени С. Аманжолова; Университет имени Шакарима города СемейКазахстанSarsen Amanzholov East Kazakhstan University; Shakarim University of SemeyKazakhstanУниверситет СакарьяТурцияSakarya UniversityTurkey20242712202414(16)355360Copyright © Маулет М., Сагдолдина Ж.Б., Чорух А., Алибекова А.Б., 20252025Маулет М., Сагдолдина Ж.Б., Чорух А., Алибекова А.Б.Maulet M., Sagdoldina Z.B., Çoruh A., Alibekova A.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/1574

В данном исследовании изучены трибологические свойства покрытий Ni-Cr-Al, нанесённых методом детонационного напыления, с акцентом на сравнение градиентных и однородных покрытий. Покрытия Ni-Cr-Al, широко используемые в аэрокосмической, автомобильной и энергетической отраслях, ценятся за их исключительную твёрдость, износостойкость и стабильность при высоких температурах. Градиентные покрытия, созданные путём настройки параметров детонационного напыления, имеют микроструктуру, которая сочетает твёрдую износостойкую поверхность с мягким пластичным подслоем, что улучшает их способность выдерживать нагрузки и трибологические свойства. Экспериментальные результаты показывают, что градиентные покрытия достигают более низких и стабильных коэффициентов трения (0,3-0,4) по сравнению с однородными покрытиями (0,4-0,5). Эти результаты подчеркивают превосходную износостойкость и долговечность градиентных покрытий Ni-Cr-Al, что делает их особенно подходящими для применения в условиях длительной эксплуатации. Данное исследование способствует разработке усовершенствованных систем покрытий, оптимизированных для работы в экстремальных условиях.

This study explores the tribological properties of Ni-Cr-Al coatings applied through detonation spraying technology, with a focus on the comparison between gradient coatings and homogeneous coatings. Ni-Cr-Al coatings, widely used in aerospace, automotive, and energy industries like power plants, are valued for their exceptional hardness, wear resistance, and high-temperature stability. Gradient coatings, produced by tailoring the detonation spraying parameters, exhibit a microstructure combining a hard, wear-resistant surface with a softer, ductile subsurface, enhancing their load-bearing capacity and tribological performance. Experimental results reveal that gradient coatings achieve lower and more stable friction coefficients (0.3-0.4) compared to homogeneous coatings (0,4-0,5), attributed to their optimized stress distribution and reduced adhesive interactions. These findings underscore the superior wear resistance and durability of gradient Ni-Cr-Al coatings, making them highly suitable for applications involving prolonged operation under sliding conditions. This research contributes to the development of advanced coating systems optimized for demanding operational environments.

детонационное напылениепокрытия Ni-Cr-Alградиентные покрытияоднородные покрытиятрибологические свойстваdetonation sprayingNi-Cr-Al coatingsgradient coatingshomogeneous coatingstribological propertiesThis research has been funded by the Committee of Science of the Ministry of Science and Higher Education of the Republic of Kazakhstan (Grant No. BR24992876)ReferencesRoom- and high temperature wear resistance of MCrAlY coatings deposited by detonation gun (D-gun) and supersonic plasma spraying (SSPS) techniques / М. Kilic et al // Coatings. – 2020. – Vol. 10. – P. 1107.Room- and high temperature wear resistance of MCrAlY coatings deposited by detonation gun (D-gun) and supersonic plasma spraying (SSPS) techniques / М. Kilic et al // Coatings. – 2020. – Vol. 10. – P. 1107.A comparative study of DS NiCrAlY coating and LPPS NiCrAlY coating / Y.J. Zhang et al // Mater. Sci. Eng. - 2003. - V. 360. - Р.65-69.A comparative study of DS NiCrAlY coating and LPPS NiCrAlY coating / Y.J. Zhang et al // Mater. Sci. Eng. - 2003. - V. 360. - Р.65-69.Chadami F. Microstructural characteristics and oxidation behavior of the modified MCrAlX coatings: A critical review / F. Chadami, A. Sabour Rough Aghdam, S. Chadami // Vacuum. – 2021. – Vol. 185. – P. 109980.Chadami F. Microstructural characteristics and oxidation behavior of the modified MCrAlX coatings: A critical review / F. Chadami, A. Sabour Rough Aghdam, S. Chadami // Vacuum. – 2021. – Vol. 185. – P. 109980.10500C isothermal oxidation behavior of detonation gun sprayed NiCrAlY coating / Zh. Yu-Juan et al // Surface and Coatings Technology. - 2002. - V.161, № 2-3. - Р.302-305.10500C isothermal oxidation behavior of detonation gun sprayed NiCrAlY coating / Zh. Yu-Juan et al // Surface and Coatings Technology. - 2002. - V.161, № 2-3. - Р.302-305.Comparative study of the structure and properties of homogeneous and gradient Ni-Cr-Al coatings / B.K. Rakhadilov et al // Eurasian Journal of Physics and Functional Materials. – 2022. – Vol. 6(1). – P. 47-55.Comparative study of the structure and properties of homogeneous and gradient Ni-Cr-Al coatings / B.K. Rakhadilov et al // Eurasian Journal of Physics and Functional Materials. – 2022. – Vol. 6(1). – P. 47-55.Structure and Tribological Properties of Ni-Cr-Al Based Gradient Coating Prepared by Detonation Spraying / B. Rakhadilov et al // Coatings. – 2021. – Vol. 11(2). – P. 218.Structure and Tribological Properties of Ni-Cr-Al Based Gradient Coating Prepared by Detonation Spraying / B. Rakhadilov et al // Coatings. – 2021. – Vol. 11(2). – P. 218.Yeskermesov D. Surface modification of coatings based on Ni-Cr-Al by pulsed plasma treatment / D. Yeskermesov, B.K. Rakhadilov, L. Zhurerova // AIMS Materials Science. – Vol.1 0(5). – P. 755-766.Yeskermesov D. Surface modification of coatings based on Ni-Cr-Al by pulsed plasma treatment / D. Yeskermesov, B.K. Rakhadilov, L. Zhurerova // AIMS Materials Science. – Vol.1 0(5). – P. 755-766.Investigation of high-temperature oxidation of homogeneous and gradient Ni-Cr-Al coatings obtained by detonation spraying / В. Rakhadilov et al // Coatings. – 2024. – Vol. 14(11). – P. 1-11.Investigation of high-temperature oxidation of homogeneous and gradient Ni-Cr-Al coatings obtained by detonation spraying / В. Rakhadilov et al // Coatings. – 2024. – Vol. 14(11). – P. 1-11.Kowalewski P. Stanowisko do badań tribologicznych w złożonym ruchu cyklicznym toczno- ślizgowym / P. Kowalewski, W. Wieleba, T. Leśniewski // Tribologia. – 2007. – Vol. 1. – P. 303-311.Kowalewski P. Stanowisko do badań tribologicznych w złożonym ruchu cyklicznym toczno- ślizgowym / P. Kowalewski, W. Wieleba, T. Leśniewski // Tribologia. – 2007. – Vol. 1. – P. 303-311.Tribological wear analysis of Ti-Al composite coatings applied with the cold spray method / M. Rutkowska-Gorczyca et al // Tribologia. – 2023. – Vol. 3. – P. 63-70.Tribological wear analysis of Ti-Al composite coatings applied with the cold spray method / M. Rutkowska-Gorczyca et al // Tribologia. – 2023. – Vol. 3. – P. 63-70.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.