Исследование коррозионной и жаростойкости стали 45, легированной хромоникелевыми сплавами электроискровым методом

• Автор: Козырь, Аркадий Валентинович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1 Л. Влияние физико-химической природы материала на его коррозионную стойкость

1.2. Закономерности формирования поверхностного слоя при ЗИЛ

1.3. Коррозионные свойства слоев, сформированных

в процессе ЗИЛ

1.4. Неограниченно твердые растворы

1.5. Выбор электродного материла для ЗИЛ

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ, ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

2.1. Оборудование, используемое при ЗИЛ

2.2. Методика исследования кинетики массопереноса

2.3. Исследуемые материалы

2.4. Оборудование и методика для фазового анализа
2.5. Оборудование и методика для исследования распределения химических элементов
2.6. Металлографический анализ легированного слоя
2.7. Определение сплошности электроискрового покрытия
2.8. Определение шероховатости поверхности после
электроискровой обработки
2.9. Исследование покрытий на жаростойкость
2.10. Определение скорости коррозии электроискровых покрытий
2.11. Электрохимические измерения
2.12. Математическая обработка экспериментальных данных
2.13. Оптимизация выбора режима ЗИЛ
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫМ ЛЕГИРОВАНИЕМ СТАЛИ 45 ХРОМОНИКЕЛЕВЫМИ СПЛАВАМИ
3.1. Исследование кинетики массопереноса в процессе ЗИЛ

3.2. Влияние физико-химической природы материала легирующего электрода на массоперенос при электроискровом легировании
3.3. Рентгенофазовый анализ измененного поверхностного слоя после электроискрового легирования
3.4. Анализ распределения химических элементов в электроискровых покрытиях
3.5. Металлографический анализ структуры легированного слоя
ГЛАВА 4. ПОВЫШЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ СТАЛИ 45 ХРОМОНИКЕЛЕВЫМИ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫМИ ПОКРЫТИЯМИ
4.1. Исследование защитных свойств электроискровых покрытий в кислых средах
4.2. Электрохимические процессы при коррозии стали 45 с электроискровыми покрытиями
4.3. Влияние химического состава двухслойных электроискровых покрытий
на их коррозионную стойкость
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЯ СОСТАВА, СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫХ ПОКРЫТИЙ, СФОРМИРОВАННЫХ ХРОМОНИКЕЛЕВЫМИ СПЛАВАМИ, НА ОКИСЛЯЕМОСТЬ И ЖАРОСТОЙКОСТЬ ПРИ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
5.1. Окисляемость хромоникелевых материалов и сформированным ими электроискровых покрытий на стали
5.2. Исследование электроискровых покрытий на жаростойкость
5.3. Влияние содержания легирующих элементов в двухслойных электроискровых покрытиях на их окисляемость
5.4. Количественная оценка качества электроискровых покрытий
Основные выводы по работе
Используемая литература
ПРИЛОЖЕНИЕ

Основными предприятиями в Дальневосточном регионе являются ремонтные заводы. Резко континентальный климат Дальневосточного региона сопровождает повышенная влажность и загрязненность атмосферного воздуха. Эксплуатация оборудования осуществляется в условиях повышенной агрессивности окружающей среды, создавая условия для возникновения коррозионных процессов. Следы значительной коррозии незащищенной металлической поверхности обнаруживаются уже при 70 - 80 % влажности в присутствии 0,1 % диоксида серы [54, 139, 147, 159]. Внедрение ЭИЛ позволит увеличить ресурс эксплуатации отдельных деталей и оборудования в целом.
Актуальность темы исследовании
Одной из основных задач материаловедения является создание новых материалов с высокими показателями коррозионной и жаростойкости. Обеспечение этих свойств может быть достигнуто формированием защитных покрытий или модифицированием поверхностного слоя (ПС).
Электроискровым методом, разработанным в 1943 году выдающимися учеными Б.Р. и Н.И. Лазаренко, возможно формирование устойчивых к внешним физическим и химическим воздействиям покрытий различной толщины, состава и, соответственно, свойств, которые могут изменяться в широком диапазоне. Выбранный метод отличает низкая энергоемкость процесса, мобильность установок и возможность локального формирования покрытий.
Широкому использованию метода ЭИЛ препятствуют шероховатость и пористость легированного слоя (ЛС), которые связаны с тем, что легирование происходит на воздухе с окислением продуктов эрозии и хрупким разрушением ЛС. Несмотря на это, работами А.Е. Гитлевича, В.В. Михайлова, С.М. Решетникова и др. [77, 104, 109] по изучению свойств электроискровых покрытий установлена их коррозионная стойкость на
где Ат - удельное изменение массы образца при окислении; Б - площадь образца.
Численные значения позволяли судить о стойкости сформированных покрытий против химического разрушения в газовой среде.
2.10. Определение скорости коррозии электроискровых покрытий
Для определения скорости растворения электроискровых покрытий гравиметрическим методом, цилиндрические образцы, размером 0 10 мм, высотой 8 мм и площадью поверхности ~ 408,2 см2, погружались в 0,1 н раствор Н280.1 на 120 часов. Температура окружающей среды составляла +20 °С. Коррозионным сосудом служил химический стакан объемом более 100 мл, причем в каждом коррозионном сосуде находилось по одному образцу. Подготовка образцов заключалась в удалении механических остатков шлифования водой, обезжиривании растворителем марки “646” и обезвоживании над безводным хлоридом кальция в эксикаторе в течение 24 часов. После эксперимента образцы промывались водой, образовавшиеся продукты коррозии удалялись резинкой без повреждения поверхности, и повторялась обработка поверхности, как в начале опыта. Изменение массы образца определяли по разнице массы до и после опыта. Взвешивание образцов проводили на аналитических весах марки АДВ-200М с точностью 0,0001 г. Численное значение скорости коррозии р определяли по формуле:
Дт = т1-т2, в которой т{ и т2 - масса образца до и после коррозионных испытаний; £ - площадь поверхности образца; г - время проведения опыта в часах; /г - коэффициент шероховатости, вычисляемый по формуле: