Комплексне хромоалітування вуглецевих сталей в середовищі хлору

Т.В. Лоскутова; Я.А. Кононенко

doi:10.15407/mom2023.03.011

Автор(и)

Т.В. Лоскутова Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», МОН України, Київ https://orcid.org/0000-0002-1894-8321
Я.А. Кононенко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», МОН України, Київ

DOI:

https://doi.org/10.15407/mom2023.03.011

Ключові слова:

хром, алюміній, вуглецева сталь, активатор, дифузійні покриття

Анотація

Досліджено вплив природи хлормісткого активатору на будову, хімічний склад та деякі властивості дифузійних шарів, які формуються при комплексному хромоалітуванні вуглецевих сталей в середовищі хлору. На основі термодинамічних розрахунків визначено кількісне співвідношення насичуючих елементів (хрому та алюмінію) та раціональні температури нанесення. Визначено, що для протікання комплексного хромоалітування сталей необхідно підвищений вміст хрому у складі насичуючої сумішші. Рекомендовано температурні інтервали комплексоного хромоалітування вуглецевих сталей в середовищі хлору - 800-1100°С. Хромоалітовані покриття наносили при температурі 950-1050°С протягом 2 годин в насичуючій суміш наступного складу: 45% мас.хрому, 5 % мас. алюмінію, 47 % мас. Al2O3 та 3,0 % мас. активатору. В якості активатора використовували NH₄Cl та NiCl₂_.

Досліджено будову, хімічний склад та розподіл мікротвердості про перетину отриманих хромоалітованих покриттів. Встановлено, що характер розподілу структурних складових в обох типах покриттів отриманих при температурі 950°С практично однаковий. Разом з тим, в структурі дифузійної зони, отриманої з використаням активатора NiCl₂, відзначено присутність двохфазного шару з темних включень, основною складовою якого є невеликі за розмірами стовпчасті кристали. Товщина отриманих покриттів становить 23-32 мкм.

Підвищення температури насичення до 1050°С при комплексному хромоалітуванні з використанням активатора NH₄Cl призводить до збільшення товщини отриманих покриттів до 200-220 мкм. При цьому кількість алюмінію на поверхні становить 16,59%мас., хрому – 4,36%мас.

Посилання

Pavi V. A. Ngugen T. K., Nava I. C., Termochemikal Surface Engineering of Steels, 2015, pp. 751 – 767. [in English]. https://doi.org/10.1533/9780857096524.5.751

Kim M. T., Neo N.H., Shin I.H., Kim C. Y., Surface and coatings technology, 2000, Vol. 123, Issue 2-3, pp. 227 – 230. [in English]. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(99)00518-6

Fox-Rabinovich G. S., Wilkinson D. S., Veidhuis S. C., Dosbaeva G. K., Weatherly H., Intermetallics, 2000, Vol. 14, Issue 2, pp. 189-197. [in English]. https://doi.org/10.1016/j.intermet.2005.05.011

Bhat D. G., Woerner P. F., Journal of metals, 1986, Vol. 38, pp. 68 – 69. [in English].

Kharchenko N. A., Khyzhnyak V. G., Sigova V. G. Ulʹtradyspersni dyfuziyni pokryttya na stalyakh ta tverdykh splavakh (Ultradispersed diffusion coatings on steels and hard alloys), Sumy: 2011. pp. 112. [in Ukrainian].

Vereshchaka A. S., Tretyakov I. T. Rezhushchiye instrumenty s iznosostoykimi pokrytiyami (Cutting tools with wear-resistant coatings), M.: Mashinostroeniya, 1986. 192 p. [in Russian].

Spravochnik khimika: osnovnyye svoystva neorganicheskikh i organicheskikh soyedineniy (Chemist's handbook: basic properties of inorganic and organic compounds), Edited by Nikolsky B. P., M.: Khimiya, 1964. 1168 p. [in Russian].

Loskutov V.F., Khizhnyak V.G., Pogrebova I. S., Gorbatyuk R. M., Bochar I.J. Karbidni pokryttya na stalyakh i tverdykh splavakh (Carbide coatings on steels and hard alloys), Ternopil: Lileya, 1998, 144 p. [in Ukrainian].

Voroshnin L.G., Mendeleeva O.L., Smetkin V.A. Teoriya i tekhnologiya khimiko – termicheskoy obrabotki (Theory and technology of chemical and thermal processing), M.: Novoye znaniye, 2010. 304 p. [in Russian].