Думан Ансаганулы Әскержанов – магистрант по специальности «Техническая физика», научный сотрудник Инжинирингового центра
071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А
Duman Ansaganuly Askerzhanov – Master’s student in Technical Physics, Research Fellow at the Engineering Center
071412,, Semey, 20A Glinka St.
Ринат Кенжеевич Кусаинов – руководитель Инжинирингового центра
071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А
Rinat Kenzheevich Kusainov – Head of the Engineering Center
071412,, Semey, 20A Glinka St.
Айнур Жасуланкызы Жасулан – докторант по специальности «Техническая физика», старший научный сотрудник Инжинирингового центра
071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А
Ainur Zhassulankyzy Zhassulan – PhD student in Technical Physics, Senior Research Fellow at the Engineering Center
071412,, Semey, 20A Glinka St.
Куаныш Даулетович Орманбеков – докторант по специальности «Технологические машины и оборудование»; заведующий лабораторией «Плазменные технологии обработки поверхности материалов» Инжинирингового центра
071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А
Kuanysh Dauletovich Ormanbekov – PhD student in Technological Machines and Equipment, Head of the Plasma Technologies for Materials Surface Treatment Laboratory at the Engineering Center
071412,, Semey, 20A Glinka St.
Айбек Бакытжанулы Шынарбек – докторант по специальности «Технологические машины и оборудование», заведующий лабораторией «Электролитно-плазменные технологии модификации поверхности материалов и материаловедения» Инжинирингового центра
071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А
Aibek Bakytzhanuly Shynarbek – PhD student in Technological Machines and Equipment, Head of the Electrolytic – Plasma Technologies for Materials Surface Modification and Materials Science Laboratory at the Engineering Center
071412,, Semey, 20A Glinka St.
Данное исследование направлено на повышение срока службы котельных труб из стали 12Х1МФ, применяемых на тепловых электростанциях. Покрытия Cr₃C₂–NiCr были получены методом высокоскоростного кислородно-топливного напыления (HVOF), после чего изучены их структурно-фазовые, механические, трибологические и коррозионные свойства. Установлено, что предварительный нагрев образцов при различных температурах (без нагрева, 100°C и 200°C) оказывает существенное влияние на морфологию, пористость и механические характеристики покрытий. Результаты СЭМ-анализа показали низкую пористость покрытий, тогда как данные рентгеноструктурного анализа подтвердили стабильность фазы Cr₃C₂ и способность матрицы NiCr эффективно удерживать карбидные частицы. Это препятствует разрушению покрытия и обеспечивает фазовую стабильность при повышенных температурах. Наилучшие результаты были получены для покрытий, сформированных при температуре предварительного нагрева 100°C: твердость увеличилась до 897,8 HV, снизилась шероховатость поверхности, стабилизировался коэффициент трения, а диаметр износового следа достиг минимального значения (712 мкм). Кроме того, отмечено снижение скорости коррозии. В целом полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности покрытий Cr₃C₂–NiCr в качестве защитного слоя с повышенной прочностью, износо- и коррозионной стойкостью, что делает их перспективными для применения в высокотемпературных агрессивных средах.
This study is aimed at extending the service life of 12Kh1MF steel boiler tubes used in thermal power plants. Cr₃C₂–NiCr coatings were deposited by the high-velocity oxygen–fuel (HVOF) spraying method, and their structural–phase, mechanical, tribological, and corrosion properties were investigated. It was found that preheating the substrates at different temperatures (without preheating, 100 °C, and 200 °C) significantly affects the coating morphology, porosity, and mechanical characteristics. SEM analysis revealed that the coatings exhibit low porosity, while XRD results confirmed the stability of the Cr₃C₂ phase and the ability of the NiCr matrix to effectively bind the carbide particles. This prevents coating spallation and ensures phase stability at elevated temperatures. The coatings obtained at a preheating temperature of 100 °C demonstrated the best overall performance: hardness increased up to 897.8 HV, surface roughness decreased, the coefficient of friction stabilized, and the wear track diameter reached its minimum value (712 µm). In addition, a reduced corrosion rate was observed. Overall, the results demonstrate that Cr₃C₂–NiCr coatings are effective protective layers with high strength, wear resistance, and corrosion resistance, making them suitable for application in high-temperature aggressive environments.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.