Вплив складу суміші, що насичує, на структуру та властивості дифузійного хромованого шару на сірому чавуні

Анотація

Наведено результати досліджень по вибору оптимального складу насичуючої суміші при хромуванні сірого чавуну та мікроструктурних досліджень поверхневого шару сірого чавуну СЧ 12, отриманого з використанням насичуючих сумішей з різними активаторами та різним їх процентним вмістом. Фазовий рентгенівський аналіз показав, що отримані покриття на чавуні складаються з карбідів хрому Cr₂₃C₆ та Сr₇C₃. Карбідна зона за однакових умов дифузійного насичення утворюється при кількостях активаторів, що перевищує 7%.
Показано, що коефіцієнт відносної зносостійкості сірого чавуну після дифузійного хромування знаходиться в прямій залежності від глибини дифузійного шару. Корозійна стійкість покриття зі збільшенням товщини карбідної зони також збільшується. В той же час жаростійкість зі збільшенням вмісту активатора у суміші різко зменшується. Суттєвий вплив на процеси окислення мають фазовий склад і морфологія структури шару.
Відповідно до методики сімплексно-гратчастого планування експерименту одержано математичні моделі залежностей глибини дифузійного шару, корозійної стійкості, окислення, коефіцієнта відносної зносостійкості від насичуючої суміші. За отриманими залежностями побудовано потрійні діаграми «властивість-склад». Аналізом діаграм підтверджено важливу роль активаторів в процесі дифузійного хромування. Показано, що вони сприяють утворенню активних атомів хрому, що забезпечує утворення суцільного карбідного покриття.
На основі проведених досліджень встановлено, що при дифузійному хромуванні сірого чавуну СЧ12 з метою підвищення корозійної стійкості дифузійного шару в суміш, що насичує, необхідно вводити активатори NH₄Cl та NH₄F у кількості 10…13%. Це також забезпечує суттєве збільшення коефіцієнта відносної зносостійкості сірого чавуну. Введення в насичуючу суміш активаторів NH₄Cl та NH₄F в межах 4…6% забезпечує підвищення жаровиностійкості дифузійного хромованого шару в 10…15 разів.
Застосування активаторів NaCl та NaF при диффузійнному хромуванні недоцільно, оскільки при введенні їх в суміш-карбюризатор у кількості ≤ 13% вони не дають суцільного карбідного шару, що значно погіршує його експлуатаційні характеристики.