Повышение эксплуатационных характеристик конструкционных материалов применением диффузионных боридных и электроискровых покрытий порошковыми сплавами на основе никеля

• Автор: Квашнин, Борис Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 179 с. : ил.

1.1. Некоторые аспекты электролизного борирования железа, никеля, кобальта и сплавов на их основе.

1.1.1. Борирование стали.

1.1.2. Электродные реакции и продукты выделения при электролизе расплава буры.

1.1.3. Формирование, структура и фазовый состав боридных покрытий на железе

1.1.4. Морфология и кинетика роста боридных фаз в чистых металлах

1.1.5. Механизм электролизного борирования металлов

1.1.6. Электролизное борирование никеля и его сплавов

1.1.7. Термодинамические и кинетические основы теории кристаллизации боридов при диффузионном насыщении металлов бором

1.1.8. Электролизное борирование кобальта и его сплавов

1.2. Титан и его сплавы.

1.2.1. Классификация титановых сплавов.

1.2.2. Титановые сплавы.
1.2.3. Сопоставление титановых сплавов по эквиваленту молибдена.
1.2.4. Основы легирования псевдо асплавов.
1.2.5. Термическая обработка титана и сплавов на его основе.
1.2.6. Деформируемые титановые сплавы
1.2.7. Литейные титановые сплавы.
1.3. Общие сведения о порошковых титановых сплавах
1.3.1. Порошковая металлургия
1.3.2. Получение и исследование спеченных титановых
сплавов
1.3.3. Дефекты порошковых материалов.
ГЛАВА И. МАТЕРИАЛЫ, УСТАНОВКИ, ТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материалы.
2.2. Технология борирования
2.3. Электроискровое легирование ЭИЛ и локальное электроискровое нанесение покрытий ЛЭНП
2.3.1. Локальное электроискровое нанесение покрытий
2.3.2. Влияние технологических параметров ЭИЛ на
качественные показатели поверхностного слоя.
2.4. Методики исследований.
2.4.1. Оптическая, электронная и растровая микроскопия
2.4.2. Рентгеноструктурный и микрорентгеноспектральный анализы
2.4.3. Метод внутреннего трения
2.5. Оценка износостойкости поверхностных слоев электроискровых покрытий.
2.6. Использование склерометрического метода для оценки
адгезионных и механических свойств электроискровых покрытий
2.7. Ускоренный метод моделирования упрочняющих покрытий с заданным химическим составом и структурой
ГЛАВА III. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФУЗИОННЫХ БОРИДНЫХ ПОКРЫТИЙ
НА МЕТАЛЛАХ Ч, Со И ИХ СПЛАВАХ, А ТАКЖЕ СТАЛЯХ
3.1. Кинетика формирования диффузионных боридных покрытий
на никеле.
3.2. Диффузия бора из катодного осадка при электролизном
борировании.
3.3. Влияние атомного радиуса легирующего элемента на диффузию бора в кобальте
3.4. Механизм трещинообразования в боридных покрытиях.
ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОРОШКОВЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ С ЛЭН ПОКРЫТИЯМИ ДО И ПОСЛЕ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ И ВЫГЛАЖИВАНИЯ
4.1. Влияние термоциклической обработки на тонкую структуру спеченного псевдо альфа титанового сплава Т2А.5Мо.
4.2. О механизме накопления деформации в спеченном титановом сплаве ТУЗАРе.
4.3. Изучение электроискровых покрытий нанесенных методом ЛЭН на спеченный титановый сплав Т2А.5Мо электродом из самофлюсующегося сплава типа ПГ с присадкой ТС
4.4. Лазерная обработка ЛЭН покрытий из сплава ПГН с присадкой ТС на спеченном титановом сплаве
4.5. Выглаживание ЛЭН покрытий из сплава ПГ0Н с присадкой ТС
ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ВВЕДЕНИЕ


Борид БеВ имеет ромбическую рештку с более плотной упаковкой атомов, температура плавления этого борида составляет С. Структурные особенности строения решток боридов железа обоих типов, изолированность атомов бора в рештке борида Ре2В и наличие цепочек из атомов бора в рештке борида БеВ обуславливают их специфические свойства, в частности тугоплавкость, электропроводность и чрезвычайно высокую тврдость. Тврдость борида Бе2В более 0МПа, а борида БеВ более 0МПа. Это превышает тврдость большинства абразивов твердость кварца 0 0 МПа. Столь высокая твердость предопределяет и очень высокую износостойкость боридов. Авторами работы 2, 4, 7, , исследовались особенности катодного процесса при электролизном борировании сталей. Установлено, что на катоде при плотности тока менее 0 Ам разряжается комплексный катион по уравнению В2ВеЫа2В2В. Таким образом, на катоде разряжаются два иона бора и осаждается молекула метабората натрия в твердом состоянии. На аноде одновременно выделяется кислород. При более высокой плотности тока на катоде начинает дополнительно выделяться натрий, а на аноде кислород. Напряжение разложения расплава по данной реакции составляет 2, В. Диффузионные боридные слои на железе состоят из зоны сплошных боридов и переходной зоны. Сплошной боридный слой имеет двухфазное строение РеВБе2В. Борид РеВ расположен в поверхностной зоне, а Ре2В формируется у основы. На техническом железе оба борида имеют характерное игольчатое строение. С увеличением содержания углерода в стали до 0,4. В высокоуглеродистых сталях перед сплошным боридным слоем формируется слой карбоборидной фазы. В легированных сталях боридный слой имеет сложное строение. Легирование уменьшает толщину боридного слоя, фронт диффузии выравнивается, исчезает игольчатое строение боридов. Формирование, структура и фазовый состав боридных покрытий на железе более подробно будет рассмотрен в п. В производственных условиях жидкостное электролизное борирование осуществляют в металлическом тигле, в котором расплавляют буру, постепенно забрасывая ее в тигель по 8. В расплав погружают обрабатываемую деталь и графитовый стержень. Деталь подключают к отрицательному полюсу источника постоянного тока катод, графитовый стержень к положительному полюсу анод. Электроды устанавливают после того, как уровень ванны достигнет высоты тигля. Концы электродов должны находиться на расстоянии не менее 0 мм от дна тигля и не менее мм от его стенок. В электрододержатель подается охлажденная вода, включается ток защиты тигля. Процесс обычно осуществляется при плотности тока от 0, до 0, Асм2 борируемой поверхности и при напряжении В. По мере заполнения ванны силу тока повышают до установленного предела. После достижения рабочей температуры процесса С в ванну плавно загружают детали и выдерживают в ней 2,5 3 ч. Глубина борированного слоя достигает 0,0, мм. При выдержке до 6 ч можно получить слой толщиной до 0, мм. Дальнейшее увеличение выдержки, повышение температуры более 0С и плотности тока свыше 0, Асм2 незначительно увеличивает глубину слоя, повышая его хрупкость. По окончании процесса ток выключают, деталь извлекают из ванны, охлаждают закаливают на воздухе или в масле, промывают в кипящей воде ч и отпускают по режиму отпуска, принятому для данной стали. Перед борированием поверхность детали следует очистить от следов масла, окалины и других загрязнений. Для защиты отдельных участков детали от борирования проводят гальваническое омеднение или хромирование. Неполное погружение детали в ванну, как метод местного борирования, непригодно вследствие сильного разъедания металла детали на границе раздела поверхности ванны и воздуха. Недостатки процесса жидкостного электролизного борирования низкая стойкость тиглей и повышенный расход буры. С течением времени не весь выделяющийся бор участвует в формировании покрытия. Часть бора образует аморфный слой, который приваривается к поверхности, ухудшая ее чистоту и препятствуя адсорбции активного бора. Аморфный слой бора уносится из электролита вместе с изделием и частично остается в электролите, загрязняя его.