Залежність структури і властивостей дифузійного силіційованого шару на сірому чавуні від складу суміші, що насичує

Шрифт:
16

https://doi.org/

Met. litʹe Ukr., 2020, Tom 28, №3, P. 54-62

С.Г. Кондрашова1, директор, e-mail: svetlkondr9@gmail.com
Є.В. Саприкін1, заст. директора
В.В. Наумик2, д-р техн. наук, проф., проректор з наукової роботи та міжнародної діяльності, проф. кафедри,e-mail: naumik@zntu.edu.ua, https://orcid.org/0000-0002-0657-4510
О.С. Романенко1, викладач спец. дисциплін
А.О. Ченцова1, викладач

1 Бердянський машинобудівний коледж Національного університету «Запорізька політехніка» (Бер-дянськ, Україна)
2 Національний університет «Запорізька політехніка» (Запоріжжя, Україна)

Надійшла 08.05.2020

УДК 669:621.793.6:621.74

В роботі представлено результати досліджень щодо вибору оптимального складу суміші, що насичує, при силіціюванні сірого чавуну. Робота виконувалася з використанням методу математичного планування експерименту. Встановлено, що при насиченні в сумішах з активаторами NH4Cl та NH4F, при збільшенні їх відсоткового вмісту в суміші, зростає і глибина дифузійного шару. При цьому на зразках утворюється наліт «шуба», що призводить до відшаровування дифузійного шару, зменшення розмірів виробів, що насичуються, це робить їх непридатними до експлуатації. 
Таким чином, застосування вказаних активаторів при дифузійному силіціюванні є небажаним. При використанні в суміші, що насичує, активаторів NaF та NaCl глибина дифузійного шару значно зменшується, пористість практично зникає, шари виходять суцільними, без сколів і «шуби».
При використанні в якості активатора NH4F дифузійний шар менш пористий, але він дуже крихкий та легко сколюється. На поверхні утворюється силіцид Fe3Si, що підтверджується даними рентгеноструктурного аналізу.
При силіціюванні з використанням активатора NaF глибина дифузійного шару значно зменшується, однак разом з цим знижується і пористість.
Збільшення глибини безпористого дифузійного шару та одночасне поліпшення його корозійної стійкості забезпечується при використанні активатора, що складається з NH4Cl та NaF в співвідношенні 1:1. Загальний вміст їх в сумі-ші, що насичує, не повинен перевищувати 4 %. Подальше підвищення відсоткового вмісту активаторів в суміші, що насичує, не призводить до помітного збільшення глибини дифузійного шару та не підвищує його експлуатаційних властивостей. Недоліком процесу в цьому випадку є обмежена можливість отримання a-шару значної товщини.
Проведено дослідження при спільному використанні активаторів малої та високої активності. Встановлено, що найкращі параметри шару отримано при використанні суміші, що складається з 2 % NаF та 2 % NН4F. При цьому утворився щільний, безпористий шар. За даними рентгеноструктурного аналізу, шар в основному складається з силіциду FeSi (η-фаза) та a-твердого розчину кремнію в залізі.

Ключові слова: сірий чавун, дифузійне насичення, силіціювання, активатор, глибина дифузійного шару, пористість, корозійна стійкість.

Література

1. Таран Ю.М., Калінушкін Є.П., Куцова В.З. та iн. Металознавство і термічна обробка металів і сплавів із застосуванням 
комп'ютерних технологій / під ред. Ю.М. Тарана. Дніпропетровськ: Дніпрокнига, 2002. 360 с.
2. Ворошнін Л.Г., Менделєєва Д.Л., Сметкін В.А. Теорія і технології хіміко-термічної обробки. Мінськ: Нове знання, 2010. 
304 с.
3. Riedl H., Aschauer E., Koller C.M., Polcih P. Tectural arrangement for hugh temperature oxidation resistant hard coatings. 
Surf. Coat. Technol., 2017. 332 р.
4. Авдеенко А.П., Поляков А.Е., Юсина А.Л., Гончарова С.А. Коррозия и защита металлов: справочное пособие. – Кра-
маторск: ДГМА, 2004. 112 с.
5. Бондарь В.И. Коррозия и защита материалов: учеб. пособие для студентов металлургических специальностей. Мари-
уполь: ПГТУ, 2009. 126 с.
6. Кофанова Н.К. Коррозия и защита металлов. Алчевск: Донбасский горно-металлургический институт, 2003. 181 с.
7. Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. 336 с.