Разработка научных и технологических основ химико-термической обработки сталей в жидкометаллических расплавах

• Автор: Артемьев, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 352 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПРИМЕНЕНИЕ ХТО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯЭКСГШУАТАЦИ-
ОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗДЕЛИЙ
1.1. Роль ХТО в повышении коррозионной стойкости конструкционных материалов в жидких металлах
1.2. Перспективы применения покрытий для повышения механических характеристик конструкционных материалов
1.3. Химико-термическая обработка порошковых материалов
1.4. Способы химико-термической обработки и критерии их выбора
Заключение
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Материалы, образцы, математические и другие методы исследо-
ваний
2.2. Нанесение покрытий из жидкометаллических растворов
2.3. Методика ионного азотирования
2.4. Методика измерения пористости и распределения пор по размерам
2.5. Методики исследования свойств покрытий
Глава 3. РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПО-
КРЫТИЙ МЕТОДОМ ХТО В ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВАХ
3.1. Вакуумная камера для подготовительных операций
3.2. Установка для получения одно- и многокомпонентных диффузи -онных покрытий в среде жидкометаллических расплавов
3.3. Двухпозиционная универсальная вакуумная установка для получения диффузионных покрытий
Выводы
ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ХТО В ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВАХ

4.1. Термодинамические, кинетические и технологические факторы управления процессом формирования покрытий при ХТО в жидкометаллических расплавах
4.2. Механизм формирования покрытий при ХТО в жидкометаллических расплавах
4.2.1. Диффузионное насыщение в изотермическом режиме
4.2.2. Диффузионное насыщение в неизотермическом режиме
4.3. Исследование физико-химических процессов, протекающих при ХТО в жидкометаллических расплавах
4.3.1. Термодинамическая оценка физико-химических процессов в исследованных системах
4.4. Технологические схемы ХТО в жидкометаллических расплавах
Выводы
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ФОРМИРОВАНИЯ ДИФФУЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА СТАЛЯХ И СПЛАВАХ ПРИ ХТО В ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВАХ
5.1. Влияние состава насыщающей среды, гранулометрического состава диффузанта и некоторых технологических факторов на формирование покрытий
5.2. Кинетика формирования покрытий
5.3. Определение эффективных коэффициентов диффузии и констант скорости роста покрытия
5.4. Роль водорода в ускорении процесса диффузии в металлах
5.5. Механизм роста диффузионного слоя при ХТО в жидкометаллических расплавах
5.6. Формирование покрытий в зоне концентратора напряжений
Выводы
ГЛАВА 6. ФОРМИРОВАНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ КОМБИНИРОВАННЫХ ДИФФУЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ХТО в

ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВАХ
6.1. Комбинированные металлические многокомпонентные покрытия
6.2. Комбинированные покрытия, наносимые ХТО в жидкометаллических расплавах в сочетании с азотированием
6.3. Получение азотсодержащих покрытий в среде жидкометалличес-
кого расплава эвтектики свинец-висмут
Выводы
ГЛАВА 7 . ПРИМЕНЕНИЕ ХТО В ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАС -ПЛАВАХ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ПОРОШКОВЫЕ И КОМПАКТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
7.1. Исследование формирования диффузионных покрытий на порош-
вых материалах
7.1.1. Структура и свойства спечённых конструкционных материалов
7.1.2. Формирование диффузионных покрытий и технологические особенности химико-термической обработки порошковых материалов
7.1.3. Кинетика зарастания пор и микротрещин в диффузионном пото -

7.1.4. Взаимодействие пористых тел с жидкими металлами
7.1.5.Влияние гранулометрического состава и пористости порошковых материалов на формирование диффузионных покрытий
7.1.6. Формирования покрытий на спечённых материалах
7.1.7. Исследование возможности совмещения процессов спекания и химико-термической обработки в жидкометаллических расплавах в едином технологическом цикле
7.2. Исследование диффузионных покрытий, полученных на компактных материалах
7.2.1. Армко-железо
7.2.2. Углеродистые стали

Заключение
Из всех защитных покрытий наиболее рациональными являются диффузионные, поскольку они обладают существенным преимуществом перед другими видами покрытий, прежде всего потому, что прочность связи их с основным металлом в результате проникновения наносимого вещества в кристаллическую решётку защищаемого материала значительно превышает прочность связи других видов покрытий. Кроме того, постепенное снижение концентрации по глубине покрытия способствует плавному изменению свойств при переходе от насыщаемого материала к материалу основы.
Диффузионное насыщение изделий, полученных методами порошковой металлургии, обладает рядом специфических особенностей, которые окончательно не выяснены до настоящего времени. Это, прежде всего, влияние пористости и гранулометрического состава порошковых материалов на процесс формирования диффузионных слоев и возможность совмещения процессов спекания и диффузионного насыщения.
Покрытия, полученные диффузионным насыщением, могут оказывать, как положительное, так и отрицательное влияние на физические и механические характеристики конструкционных материалов. Количество работ по исследованию влияния покрытий на эти характеристики малочисленно. Вопрос о защите конструкционных материалов, контактирующих с жидкометаллическими расплавами металлов, с помощью покрытий исследован недостаточно.
Цель и задачи работы. Цель настоящей работы заключается в создании теоретических и технологических основ химико-термической обработки металлических материалов в жидкометаллических расплавах и разработке на этой основе способов получения одно- и многокомпонентных защитных покрытий.
Для достижения указанной цели был поставлен ряд научно-технических задач, решению которых и посвящена настоящая работа.
1. Изучить закономерности массопереноса насыщаемого компонента в
жидкометаллических расплавах на основе легкоплавких металлов.