HVOF ӘДІСІМЕН АЛЫНҒАН CR₃C₂–NICR ЖАБЫНДАРЫНЫҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ, ТРИБОЛОГИЯЛЫҚ ЖӘНЕ КОРРОЗИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ

Бұл зерттеу жұмысы жылу электр орталығының қазандық құбырларын жасауға кеңінен қолданылатын 12Х1МФ тот баспайтын болаттан қызмет мерзімін арттыруға бағытталған. Жоғары жылдамдықты оттекті-отын жалынды бүрку (HVOF) әдісімен Cr₃C₂–NiCr жабындары алынып, олардың құрылымдық, фазалық, механикалық, трибологиялық және коррозиялық қасиеттері зерттелді. Болат үлгілерінің жабын төселетін беткі қабатын алдын ала 100°C және 200°C температурада қыздырудың жабынның микроструктуралық күйі мен қасиеттеріне әсері қыздырылмаған үлгілермен салыстырмалы түрде бағаланды. Жабындардың көлденең қимасын СЭМ талдау нәтижелері барлық режимдерде алынған жабындар біртекті құрылымға ие екенін көрсетті. Болат үлгілерін алдын ала қыздыру жабын мен төсеніш шекарасында тығыз қабаттың қалыптасуына себеп болады. Рентгендік дифракциялық талдау нәтижелері зерттелген жабындарда Cr₃C₂–Ni жүйесінің фазалық тұрақтылығы сақталатынын көрсетті. Алынған нәтижелер бойынша 100°C температурада алдын ала қыздырылған үлгілер ең жоғарғы қасиеттер жиынтығын көрсетті: микроқаттылықтың жоғары мәні (897,8 HV), беткі кедірбұдырлықтың төмендеуі, тозу ізінің диаметрінің минималды мәні (712 мкм) және коррозия тоғының тығыздығының төмендеуі байқалды.
Жалпы алғанда, зерттеу нәтижелері HVOF әдісімен алынған Cr₃C₂–NiCr жабындарының 12Х1МФ болаты үшін тозуға және коррозияға төзімді қорғаныш қабаты ретінде қолдану мүмкіндігін көрсетеді және оларды жоғары температуралы агрессивті ортада пайдалануға перспективалы материалдар ретінде қарастыруға мүмкіндік береді.

1. Erosive wear caused by large solid particles carried by a flowing liquid: A comprehensive review / C. Kang et al // Processes. – 2024. – № 12(6). – Р. 1150.

2. Ibrahim A.O. Boiler Water Chemistry: A Critical Mechanism for Boiler Tube Failure / A.O. Ibrahim, O.O. Ighodaro, M.A. Waheed // Journal of Energy Technology and Environment. – 2025. – № 7(1). – Р. 128-133.

3. Slagging characteristics of a steam boiler furnace with flare combustion of solid fuel when switching to composite slurry fuel / D. Glushkov et al // Applied Sciences. – 2022. – № 13(1). – Р. 434.

4. Li B. CFD investigation of slagging on a super-heater tube in a kraft recovery boiler / B. Li, A. Brink, M. Hupa //Fuel processing technology. – 2013. – № 105. – Р. 149-153.

5. Sidhu T.S. State of the art of HVOF coating investigations – A review / T.S. Sidhu, S. Prakash, R.D. Agrawal // Marine Technology Society Journal. – 2005. – № 39(2). – Р. 53-64.

6. Poirier D. Engineering HVOF-sprayed Cr3C2-NiCr coatings: the effect of particle morphology and spraying parameters on the microstructure, properties, and high temperature wear performance / D. Poirier, J.G. Legoux, R.S. Lima // Journal of thermal spray technology. – 2013. – № 22(2). – Р. 280- 289.

7. Mechanical properties optimization of Cr3C2-NiCr coatings produced by compact plasma spray process / F. Rubino et al // Surface and Coatings Technologу, 2023. – № 465. – Р. 129570.

8. Review of Physical and Mechanical Properties, Morphology, and Phase Structure in Cr3C2-NiCr Composite Coatings Sprayed by HVOF Method / B. Seitov et al // Coatings. – 2025. – № 15(4). – Р. 479.

9. GOST 20072-74. Stal' teploustojchivaya. Tehnicheskie usloviya. – Vved. 01.01.1976. – M.: Izdvo standartov, 1976. – 12 s. (In Russian).

10. The bonding formation during thermal spraying of ceramic coatings: a review / C.J. Li et al // Journal of Thermal Spray Technology. – 2022. – № 31(4). – Р. 780-817.

11. Study of compressed air pressure on the properties of coatings obtained by supersonic metallization / B. Rakhadilov et al // Journal of Theoretical and Applied Physics. – 2024. – № 18(6).

12. An influence of oxygen flow rate and spray distance on the porosity of HVOF coating and its effects on corrosion – a review / A. Raza et al // Materials. – 2022. – № 15(18). – Р. 6329.

13. Ogunmola O. Microstructure, Mechanical, and Tribological Evaluation of Carbide-Based Wear-Resistant Coatings for Aerospace Applications (Doctoral dissertation, Concordia University). – 2024.

14. Influence of Vacuum Heat Treatment on the Residual Stress of Thermal Spray Cermet Coatings / R. Ahmed et al // In World Congress on Engineering. – 2007. – Р. 1181-1186.

15. Ksiazek M. Microstructure, Tribological, and Corrosion Behaviour of HVOF-Sprayed (Cr₃C₂- NiCr+ Ni) Coatings on Ductile Cast Iron / M. Ksiazek, L. Boron. – 2025.

16. Influence of thickness and surface roughness on impact wear and impact lifetime of HVOFsprayed coatings / J. Daniel et al // Surface and Coatings Technology. – 2024. – № 488. – Р. 131058.

17. The influence of heat treatment on tribological and mechanical properties of HVOF sprayed CrC– NiCr coatings / J.A. Picas et al // Microstructure and selected properties of Cr3C2–NiCr coatings obtained by HVOF on magnesium alloy substrates. Materials. – 2020. – № 13(12). – Р. 2775.

18. Thermal stability of nanostructured Cr3C2-NiCr coatings / J. He et al // Journal of thermal spray technology. – 2001. – № 10(2). – Р. 293-300.

19. Effect of stoichiometry conditions on the erosion and sliding wear behaviors of Cr3C2-NiCr coatings deposited by a novel ethanol-fueled HVOF process / S. Liu et al // Surface and Coatings Technology. – 2023. – № 454. – Р. 129084.

20. Impact wear performances of Cr3C2 NiCr coatings by plasma and HVOF spraying / X.M. Li et al // Wear. – 1997. – № 202(2). – Р. 208-214.

21. Effect of Structure Density of Milled Powder on Hot Corrosion and Erosion Resistance of HVOFSprayed Cr3C2-NiCr Coating / S. Ramandhany et al // Journal of Thermal Spray Technology. – 2024. – № 33(4). – Р. 1075-1099.

22. Influences of sand concentration and flow velocity on hydro-abrasive erosion behaviors of HVOF sprayed Cr3C2–NiCr and WC–Cr3C2–Ni coatings / S. Hong et al // Journal of Materials Research and Technology. – 2022. – № 21. – Р. 1507-1518.

23. Jia L. Design and analysis of a low-temperature oxygen-fuel spray system / L. Jiа. – 2007.

24. Jackson K.A. Kinetics of solidification / K.A. Jackson, B. Chalmers //Canadian Journal of Physics. – 1956. – № 34(5). – Р. 473-490.

25. The effect of HVOF spray distance on solid particle erosion resistance of WC-based cermets bonded by Co, Co-Cr and Ni deposited on mg-alloy substrate / E. Jonda et al // Advances in Science and Technology. Research Journal. – 2024. – № 18(2).

26. Identifying the optimal HVOF spray parameters to attain minimum porosity and maximum hardness in iron based amorphous metallic coatings / S. Vignesh et al // Defence technology. – 2017. – № 13(2). – Р. 101-110.