Разработка процесса механического цинкования изделий из высокопрочных сталей

• Автор: Азизбекян, Вячеслав Гургенович
• Шифр специальности: 05.16.01, 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 154 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР, ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧ РАБОТЫ.

1.1. НАНЕСЕНИЕ ЦИНКОВЫХ ПОКРЫТИЙ .

1.1.1. Применение цинкования для защиты от коррозии в автомобилестроении.

1.1.2. Проблема наводороживания при нанесении цинковых покрытий на термообработанные стали

1.1.3. Влияние предварительной подготовки поверхности стали

на е наводороживанис

1.1.4. Методы нанесения цинковых покрытий.

1.1.5. Экологические аспекты применения цинковых покрытий.

1.1.6. Анализ способов цинкования.

1.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОГО ЦИНКОВАНИЯ
1.2.1. Меднение.
1.2.2. Лужение
1.2.3. Нанесение механического цинка
1.2.4. Другие взгляды на механизм процесса механического цинкования..
1.2.5. Постановка цели и задач исследований.
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЦИНКОВАНИЯ
2.1.1. Определение обезжиривающей способности.
2.1.2. Определение диспергирующей способности.
2.1.3. Определение поверхностного натяжения и краевого угла смачивания.
2.1.4. Исследование ингибирующих свойств
2.1.5. Измерение потенциалов.
2.1.6. Лабораторные испытания выбранных веществ и
материалов.
2.1.7. Полупроизводственные испытания разработанных добавок.
2.1.8. Производственные испытания разработанного технологического процесса
2.1.9. Коррозионные испытания цинковых покрытий
2.2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ ЦИНКОВЫХ ПОКРЫТИЙ И ГОТОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
2.2.1. Программа исследований.
2.2.2. Методики исследований
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНИЧЕСКОГО ЦИНКОВАНИЯ.
3.1. ИССЛЕДОВАНИЕ И ВЫБОР ОТЕЧЕСТВЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1.1. Поверхностноактивные органические вещества.
3.1.2. Цинковый порошок
3.1.3. Стеклянные шарики.
3.1.4. Пеногаситель
3.2. РАЗРАБОТКА СОСТАВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ .
3.2.1. Раствор для нанесения подслоя меди
3.2.2. Раствор для активации и для нанесения подслоя олова
3.2.3. Механизм процесса образования цинкового покрытия
3.3. ПОЛУПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ
3.4. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.
3.4.1. Технологические параметры процесса
3.4.2. Морфология покрытий 0
3.4.3. Коррозионные испытания.
3.4.4. Составы отработанных растворов. Оценка экологической опасности.
ГЛАВА 4. СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ЦИНКОВЫХ ПОКРЫТИЙ И ДЕТАЛЕЙ С ПОКРЫТИЯМИ
4.1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ
4.2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА, ПОКРЫТИЙ НА ОБРАЗЦАХ И ГОТОВЫХ ДЕТАЛЯХ
4.2.1. Металлографические исследования листовой стали
в состоянии поставки.
4.2.2. Металлографические исследования термообработанных образцов после механических испытаний.
4.2.3. Состав и структура покрытий
4.2.4. Влияние покрытий на характер разрушения
4.2.5. Влияние покрытий на механические свойства изделий
4.3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Особенно чувствительны к наводороживанию и, следовательно, к водородному охрупчиванию, высокопрочные стали, которые находят широкое применение в машино автомобиле - и самолетостроении [3]. В свою очередь, высокая хрупкость деталей может привести к их разрушению в процессе эксплуатации автомобиля и, возможно, к гибели людей. В связи с важностью проблемы наводороживания деталей необходимо, прежде всего, рассмотреть механизм и кинетику наводороживания, а также способы его предотвращения и устранения. При нанесении гальванопокрытий на изделия из высокопрочных сталей, получивших в процессе механической и термической обработки большие внутренние растягивающие напряжения, микро- и макротрещины возникают в ряде случаев уже в процессе электролиза, т. Авторы многих работ пытаются объяснить ухудшение механических характеристик стали водородным охрупчиванием. Однако при обзоре литературных данных по изменению механических свойств сталей в процессе гальвано-химической обработки обращает на себя внимание малочисленность работ, в которых бы одновременно определялось содержание водорода и механические свойства сталей. Не следует, однако, исключать возможность ухудшения механических свойств изделия за счёт коррозионного растрескивания при травлении, возникновения растягивающих остаточных напряжений в покрытии (например, при хромировании), образования интерметаллических соединений на границе металл основы - металл покрытия [4-9]. При возникновении водородного охрупчивания различному состоянию (формам) водорода в стали часто отводится различная роль. Так, высокие давления, создаваемые молекулярным водородом в дефектах металла, создают своеобразный «наклёп» [3], в результате которого при увеличении содержания водорода до некоторой величины происходит увеличение прочности металла, его микротвёрдости. Однако во многих случаях при поглощении водорода снижаются показатели прочности и пластичности сталей, а также сопротивление статическим или циклическим нагрузкам. Это говорит об особой роли диффузионно-подвижного водорода в явлении водородного охрупчивания, с чем соглашаются в настоящее время большинство исследователей. При изучении водородного охрупчивания чаще всего определяют такие механические свойства стали, как предел прочности, относительное удлинение и относительное сужение при разрыве образцов, число оборотов при кручении образцов до их разрушения, число перегибов образца под определённым углом до его излома. Авторы [] считают, что если при механических нагрузках изделий из высокопрочных сталей усилие распределяется равномерно на всё сечение образца, то должна быть корреляция между величиной водородного охрупчивания и полным количеством водорода (либо диффузионно-подвижного, либо сегрегированного). Если механические нагрузки таковы, что усилие на сечение образца неравномерно и его максимум приходится на поверхностные слои, то в этом случае должна быть корреляция между величиной водородного охрупчивания и количеством водорода в приповерхностных слоях образца. Результаты, полученные авторами [] на сталях типа СП, ХГСА, У9А, ХЗМФА, полностью подтвердили эти предположения. В результате исследований оказалось, что ухудшение механических характеристик сталей возникает лишь при достижении некоторого предельного содержания водорода, после чего наблюдается область резкого ухудшения свойств до некоторого минимального уровня, который сохраняется постоянным при дальнейшем увеличении содержания водорода. Так, величина допустимого содержания водорода в приповерхностном слое для стали ХЗМФА составляет почти 3 мл/0 г. Величина допустимого содержания водорода зависит от предела прочности стали: чем выше предел прочности, тем меньшее количество водорода способно вызвать резкое ухудшение механических свойств. Так, для сталей типа СП с пределом прочности 0 и 7 кГ/мм2 допустимое содержание диффузионно-подвижного водорода не более 0,7 мл/0 г, а при ае =0 кГ/мм2 - не более 1,7 мл/0 г. При одном и том же пределе прочности допустимое содержание водорода зависит от химического состава стали: для стали ХГСА (ае=0 кГ/мм2) допустимое содержание водорода 0,9 мл/0 г, а для стали типа СП с тем же пределом прочности - 1,7 мл/0 г.