Исследование и разработка технологий получения функциональных покрытий на горячештампованных порошковых сталях методами диффузионного насыщения и электроискрового легирования поверхностей элементами системы хром-молибден-никель-ванадий с целью повышения э

• Автор: Слуковская, Кристина Николаевна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Хром, молибден, никель, ванадий (Сг, Мо, №, V), как легирующие элементы материалов на железной основе

1.2. Особенности легирования хромом, молибденом, никелем и ванадием

1.3. Диффузионные процессы при химико-термической обработке металлов и сплавов

1.3.1. Диффузионные процессы при насыщении металлов и сплавов легирующими элементами
1.3.2. Классификация и сравнительная оценка методов диффузионного насыщения поверхности металлов
1.4. Основные физические процессы, происходящие при формировании упрочненного слоя методом электроискрового легирования
1.5. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Получение порошковых материалов и методика проведения диффузионного насыщения
2.1.1. Характеристики железных и низколегированных порошков
2.1.2. Характеристики углеродсодержащих компонентов
2.1.3. Характеристики и состав порошковых материалов, выбранных для проведения диффузионного насыщения и электроискрового легирования поверхностей
2.1.4. Технология, оборудование и оснастка изготовления образцов
2.1.5. Оборудование для проведения диффузионного насыщения
2.2. Получение и исследование электроискровых покрытий
2.2.1. Оборудование для проведения электроискрового легирования
2.2.2. Методика исследования кинетики массопереноса
2.3. Определение физико — механических и эксплуатационных свойств покрытий полученных методом диффузионным насыщением и электроискровым легированием
2.3.1. Определение твердости и микротвердости
2.3.2. Определение прочности на сжатие, изгиб и ударную вязкость.
2.3.3. Испытания на коррозионную стойкость
2.3.4. Испытания на жаростойкость
2.3.5. Испытания на коррозионно-механический износ
2.3.6. Исследование покрытий на терщиностойкость
2.3.7. Методика трибологических испытаний
2.3.8. Определение пористости
2.3.9. Определение шероховатости
2.3.10. Металлографический анализ
2.3.11. Микроструктурный анализ
2.4. Оборудование и методики изучения структуры слоев полученных методом диффузионного насыщения и электроискрового легирования
2.4.1. Электронная микроскопия
2.4.2. Микрорентгеноспектральный анализ
2.4.3. Методика ренгеноструктурного фазового анализа
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ Сг-Мо-№-У НА ГОРЯЧЕШТАМПОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЯХ
3.1. Кинетика диффузионного насыщения Сг, Мо, МиУ- порошковых материалов
3.2. Влияние режимов процесса диффузионного насыщения Сг, Мо, № и V на показатели качества поверхностного слоя и свойства порошковых материалов
3.3. Структура и состав диффузионных слоев в порошковых сталях
3.4. Выводы

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ СИСТЕМЫ Сг- Мо - № - V НА ПОРОШКОВЫХ ГОРЯЧЕШТАМПОВАННЫХ СТАЛЯХ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫМ ЛЕГИРОВАНИЕМ
4.1. Электродные материалы системы Сг - Мо - №
4.2. Изучение особенностей формирования функциональных покрытий при варьировании частоты и длительности импульсных разрядов электроискровым легированием
4.3. Особенности формирования структуры покрытий, полученных электроискровым легированием
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, СОСТАВА И СВОЙСТВ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЕЙ ПОСЛЕ ПРОВЕДЕНИЯ ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ и НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ СИСТЕМЫ Сг-Мо-№-У ЭЛЕКТРОИСКРОВЫМ ЛЕГИРОВАНИЕМ
5.1. Механические свойства порошковых сталей после проведения диффузионного насыщения
5.1.1. Микротвердость
5.1.2. Твердость
5.1.3. Прочность на сжатие
5.1.4. Прочность на изгиб
5.1.5. Ударная вязкость
5.1.6. Коррозионная стойкость
5.1.7. Жаростойкость
5.1.8. Коррозионо-механический износ
5.1.9. Трещиностойкость
5.1.10 Трибологические свойства
5.2. Механические свойства порошковых сталей после нанесения
покрытий электроискровым легированием
5.2.1. Микротвердость

прочность ванадиевой стали. Практически важно еще одно ее качество -устойчивость к истиранию. Это качество можно наглядно проиллюстрировать таким примером: за тысячу часов работы стенки цилиндров дизель-моторов, изготовленных из углеродистой стали, изнашиваются на 0,35...0,40 мм, а стенки цилиндров из ванадиевой стали, работавших в тех же условиях, - лишь на ОД мм [13, 55].
Состав порошковой засыпки следующий :
70 % [25 % ФХ + 25 % Мо + 25 % № + 25 % ФВ] + 28 % А1203 + 2 % ЫаЕ.
Низкоуглеродистый феррохром ФХ 001 А, ФХ 001 Б, класс крупности 5 или 6, ГОСТ 4757-91, измельчается до размеров от 100 до 60 мкм и служит поставщиком атомов хрома, химический состав приведен в таблице
Таблица 2.3 Состав феррохрома марки ФХ 001 А, ФХ 001 Б
Марка Содержание, % (по массе)
Сг С Бі Р Б А1
Феррохром ФХ 001 А 68 0,01 0,8 0,02 0,02 0
Феррохром ФХ 001 Б 68 0,01 0,8 0,03 0,02 0
Феррованадий ФВд50У0,4 или ФВд40У1 класс крупности 6, измельчается до размеров от 100 до 60 мкм и служит поставщиком атомов ванадия, химический состав приведен в таблице 2.4.
Таблица 2.4 Состав феррованадия марки ФВд50У0,4 ФВд40У1
Марки Массовая доля, %
V Мп Бі С Си Аэ А1 Р
не более
ФВд50У0,4 48-60 2,7 1,8 0,40 0,2 0,01 0,2 0
ФВд40У 1 35-48 6,0 2,0 1,00 0,4 0,03 0,5 0