Диффузионное хромирование горячедеформированных порошковых материалов на основе железа

• Автор: Яицкий, Дмитрий Леонидович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 177 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 .ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Диффузионные процессы при химикотермической обработке металлов и сплавов и факторы, влияющие на них.

1.2. Классификация методов диффузионного насыщения поверхности сплавов металлами.

1.3. Характеристики и особенности ионных расплавов

1.3.1. Физикохимические свойства ионных расплавов.

1.3.2. Особенности электролиза ионных расплавов.

1.4. Особенности формирования диффузионных покрытий на порошковых материалах

1.5. Особенности хромирования порошковых материалов

1.6. Выводы цели и задачи исследования

2. МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕМ МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристики исходных порошков.
2.2. Оборудование, оснастка и технология изготовления образцов
2.3. Оборудование и методика изучения оруктуры и свойств
2.3.1. Микроструктурный анализ
2.3.2. Электронная микроскопия
2.3.3. Микрорентгеноспектральный анализ.
2.3.4. Механические испытания.
2.3.5. Определение общей и поверхностной пористости
2.3.6. Испытания на коррозионную стойкость
2.4. Определение комплексного влияния технологических параметров диффузионного хромирования на толщину диффузионного слоя методом математического планирования.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ ДИФФУЗИОННОГО СЛОЯ НА ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛАХ ПРИ ДИФФУЗИОННОМ ХРОМИРОВАНИИ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ ИОННЫХ РАСПЛАВОВ СОЛЕЙ
3.1. Общие требования к материалу поверхностного слоя и
сто глубине.
3.2. Исследование процессов осаждения и диффузии при термодиффузионном хромировании порошковых материалов электролизом ионных расплавов солей.
3.3. Особенности процессов струкгурообразования при диффузионном хромировании порошковых сталей
3.4. Кинетика термодиффузионного хромирования порошковых материалов с использованием электролиза ионных расплавов.
3.5. Подготовка поверхностного слоя порошкового материала перед термодиффузионным хромированием
3.6. Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОСЛЕ ДИФФУЗИОННОГО ХРОМИРОВАНИЯ И ТЕРМООБРАБОТКИ.
4.1. Влияние скорости охлаждения после горячей допрессовки
на структуру и свойства образцов.
4.2. Диффузионный отжиг
4.3. Исследование коррозионной стойкости горячедеформированных порошковых материалов после диффузионного хромирования
4.3.1. Исследование коррозионной стойкости хромированных слоев горячедеформированных порошковых материалов на железной основе
4.3.2. Исследование коррозионной стойкости порошковых
сталей после термодиффузионного хромирования
4.4. Исследование износостойкости порошковых сталей после термодиффузионного хромирования.
4.5. Определение влияния технологических параметров ДХ на толщину диффузионного слоя.
4.6. Выводы.
5.РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Целесообразность использования метода диффузионного хромирования электролизом ионных расплавов при получении ГД П М.
5.2. Промышленное внедрение результатов.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Перепад концентрации на границе раздела фаз, устанавливающийся при температуре процесса и определяемый пересечением изотермы диффузии с линиями диаграммы, сохраняется и после охлаждения и отражается в структуре диффузионного слоя при комнатной температуре . Наряду с этим, авторами , обнаружен концентрационный скачок на границе раздела а и у фазы, который согласно диаграмме РеСг должен составлять 2 мае. Сг, фактически он оказался намного больше и концентрация Сг в у фазе после диффузионного хромирования не превышала мае. Автором предложен механизм, объясняющий формирование такого диффузионного слоя с неравновесной структурой с точки зрения реакционной диффузии и учитывающий влияние начальных условий, предшествующих процессу диффузии. Описанный механизм хорошо иллюстрирует высказанное выше положение о влиянии физикохимических, кинетических факторов насыщения, а также метода его проведения на процесс формирования диффузионного слоя. Диффузионный слой имеет близкую к блочной структуру и часто он распространяется из диффузионной зоны за линию раздела по направлению к сердцевине образца. Механизм его образования рассмотрен в . Структура хромированного слоя также зависит от метода насыщения. Процесс диффузионного хромирования ДХ сплавов протекает сложнее, чем хромирование чистых металлов. Он сопровождается диффузионным перераспределением и происходящими в сплаве фазовыми превращениями, влияющими как на структуру слоя, так и на кинетику его формирования. Наиболее сильно на диффузию хрома в сталь и структуру диффузионных слоев влияет углерод. Диффузионные слои на сплавах могут иметь одно или многофазное строение чаще двухфазное ,. Механизм формирования диффузионного слоя при хромировании сталей с различным содержанием углерода и возможность предопределения его структуры с использованием диаграмм состояния тройной системы сплавов РеСгС рассмотрены в работе . Однако в процессе хромирования при формировании диффузионного слоя может происходить перераспределение химического состава сплава, особенно вблизи поверхностной зоны, которое не фиксируется равновесными концентрациями на границе образующихся фаз, и предопределение структуры диффузионного слоя с помощью диаграмм состояния оказывается невозможным. Такое отклонение наблюдалось в работе . При хромировании стали на е поверхности образуется карбидная фаза, возникновение которой связано с диффузией углерода из сердцевинных зон стали навстречу диффундирующему хрому. Встречной диффузии углерода способствует большое химическое сродство хрома и углерода. Исследованиями авторов ,, установлены зависимости структуры хромированного слоя от содержания углерода, метода хромирования и его режима. Поэтому при рассмотрении формирования диффузионных зон необходимо учитывать эти факторы. При хромировании сталей диффузионный слой представляет собой карбиды двух видов СггзСб и СгтСъ. СГ7С3 в более глубоких зонах, обогащенных углеродом. Карбиды хрома, образующиеся в диффузионном слое, имеют следующий стехиометрический состав и свойства СггзСб температура плавления С, содержание углерода 5, , кристаллическая решткасложный 1ранецентрированный куб, плотность 6,0 3 кгм3 О7С3 соответственно С, 9, С, рештка гексагональная, плотность6,0 3 кгм3 ,,. Классификация методов диффузионного насыщения была изложена Дубининым Г. В. в работе . В основе этой классификации лежит физикохимическая характеристика активной фазы или среды, содержащей диффундирующий элемент, которая может быть твердой, паровой, газовой или жидкой. Все существующие способы насыщения металлов и сплавов могут быть осуществлены какимлибо из перечисленных методов. Предложенная Дубининым Г. Н. классификация процессов диффузионного насыщения в дальнейшем была дополнена и расширена в работе . Авторы систематизировали некоторые другие методы создания композиций металлпокрытие, взяв за основу физикохимические характеристики процессов, происходящих при формировании покрытия. Результаты хромирования глубина слоя, концентрация хрома на поверхности, качество покрытия зависят не только от температуры процесса, его продолжительности и состава хромируемого сплава, но и от многих других факторов, отражающихся в специфических особенностях того или иного метода хромирования ,,.