Получение диффузионных никелевых и алюминиевых покрытий в жидкометаллических растворах на порошковых материалах

• Автор: Юрчик, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 224 с. : ил.

Глава 1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ И ПОСТАНОВКА . ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Коррозионная стойкость конструкционных материалов в растворах кислот, щелочей, солей и их защита с помощью покрытий

1.1Л Способы защиты от коррозии. Защитные покрытия

1.2 Механические свойства конструкционных материалов с покрытиями

и без покрытий

1.3 Характеристика основных способов поверхностного упрочнения

1.4 Классификация методов диффузионного насыщения поверхности сплавов металлами

1.5 Особенности формирования диффузионных покрытий на порошковых материалах

1.6 Формирование диффузионных покрытий из жидкометаллических расплавов

1.6.1 Физико-химическая природа насыщения

1.7 Цели и задачи исследования

Глава 2 УСТАНОВКИ, ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, МЕТОДИКИ И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Установка для получения одно- и многокомпонентных покрытий
2.2 Технология нанесение покрытий из жидкометаллических растворов
2.3 Оборудование и методика изучения структуры и свойств
2.3.1 Микроструктурный анализ
2.3.2 Электронная микроскопия и микрорентгеноспектральный анализ
2.3.3 Методика исследования пропитки пористых материалов расплавами металлов
2.3.4 Механические испытания
2.3.5 Определение общей и открытой пористости

2.3.6 Исследование пористости и параметров пористой структуры диффузионных покрытий
2.3.7 Испытания на коррозионную стойкость
2.3.8 Испытания на жаростойкость
2.4 Материалы, образцы, математические и другие методы исследования
Глава 3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ФОРМИРОВАНИЯ ДИФФУЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ В ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСТВОРАХ
3.1 Физическая сущность метода
3.2 Требования к жидкометаллической транспортной среде
3.3 Теоретические аспекты формирования диффузионных покрытий в жидкометаллических расплавах на пористых материалах
3.4 Термодинамические, кинетические и технологические факторы управления процессом формирования покрытий
Глава 4 ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ
4.1 Взаимодействие жидкометаллических сред с компактными и спрессованными материалами
4.2 Влияние особенностей пористой структуры на кинетику формирования никелевых и алюминиевых покрытий
4.3 Кинетика формирования покрытий в зависимости от режимов насыщения
4.3.1 Влияние времени и температуры насыщения
4.3.2 Влияние насыщающей среды
4.3.3 Влияние углерода на кинетику формирования покрытия
4.4 Кинетика формирования покрытий при совмещении процессов спекания и насыщения
4.4.1 Насыщение неспеченных образцов
4.4.2 Насыщение неспеченных образцов после предварительного отжига

Глава 5 ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОКРЫТИЯМИ
5.1 Коррозионная стойкость в растворах хлорида натрия
5.2 Коррозионная стойкость в растворах гидроксида натрия
5.4 Коррозионная стойкость в растворах азотной кислоты
5.5 Коррозионная стойкость в растворах 5% Н28 04 и
15% НЖ>3 +5% К2СЮ4
5.5 Жаростойкость материалов с покрытиями
«г 5.6 Механические свойства материалов с покрытиями
Глава 6 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ
6.1 Определение эффективных коэффициентов диффузии никеля в железо при диффузионном насыщении компактных и порошковых материалов
6.2 Математическое моделирование процессов диффузионного насыщения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Литература
! Приложения

Исследования по нанесению никелевых и алюминиевых покрытий из жидкометаллических растворов проводили на спечённых и неспечённых образцах из порошковых материалов с различной пористостью, а также на образцах из компактного армко-железа.
В качестве транспортных расплавов использовали свинец и эвтектика свинец-висмут.
Во избежание растворения элементов материала ванн, в которых происходит насыщение образца, и их переноса и диффузии в покрываемый образец, ампулы изготавливали из армко-железа.
Расчёт требуемого количества порошка насыщающего материала тн, г проводили по формуле:
у,Г,Х
т„= р—£— , (2.1)
т-х+^-х

где УР- объём заливаемого расплава; ур — удельный вес расплава; ун - удельный вес насыщаемого металла;
Х~ процентное содержание насыщаемого металла.
Диффузионное насыщение проводилось при температурах 900, 1000, 1100 и 1150° С. Продолжительность процесса диффузионного насыщения 2, 6 и 10 часов.
Технологический процесс нанесения диффузионных покрытий осуществляли в следующей последовательности:
1) подготовка образцов для насыщения, включая очистку от поверхностных загрязнений бензином БР-1 (ГОСТ 1012-84) и закрепление их на штоке установки;
2) вакуумирование нагревательной камеры с последующим напуском инертного газа (аргона) до давления 0,1...0,12 МПа (с целью устранить испарение свинца и висмута из ванны с расплавом);