Функционалды-белсенді шихталарды пайдалану арқылы көпкомпонентті хромды жабындыларды алу.
DOI:
https://doi.org/10.31489/2025N3/14-23Кілт сөздер:
көміртекті болат, хромдау, легирлеу, бор, қорғаныш жабынды, шихта, термодинамика, тозуға төзімділікАңдатпа
Бұл зерттеулердің мақсаты – көміртекті болаттарда тұрақсыз температуралық жағдайда тозуға төзімді хромды жабындар алу. Ол үшін функционалды-активті ұнтақ қоспалары қолданылып, химия-термиялық өңдеу уақытын 6–8 сағаттан 1 сағатқа дейін қысқартуға мүмкіндік береді. Жұмыстың ғылыми жаңалығы – функционалды-белсенді шихталармен жүргізілетін химия-термиялық өңдеу кезінде түзілетін газ фазасының құрамын анықтау үшін термодинамикалық талдауды қолдануда. Бұл әдіс аммоний қосылыстарының концентрациясын бор арқылы легирленген хромды жабындарда оңтайландыруға және олардың физика-механикалық қасиеттерін болжауға мүмкіндік берді. Дайындалған технологияның практикалық маңызы – феррит-перлитті құрылымды болаттарда хромды жабындардың тозуға төзімділігін арттыру. Бұл оларды динамикалық және соққылы жүктемелер жағдайында тиімді пайдалануды қамтамасыз етеді. Ұсынылған әдіс өнеркәсіптік қолдануға арналған аса тиімді қорғаныш жабындыларын жасауға жаңа мүмкіндіктер ашады. Жабындылардың микроқұрылымы мен фазалық құрамын зерттеу үшін оптикалық микроскопия (Neophot-32) және сканерлеуші электронды микроскопия (REM-106i) қолданылды. Триботехникалық сынақтар СМТ-1 және МТ-5 үйкеліс қондырғыларында жүргізілді. Химия-термиялық өңдеу барысында түзілетін газ ортасының құрамы термодинамикалық модельдеу арқылы анықталды, ал дайын материалдардың құрамын оңтайландыру тозуға төзімділік критерийі бойынша математикалық эксперименттерді жоспарлау әдістерімен іске асырылды. Нәтижесінде, ұнтақ шихта құрамына борқұрамды компоненттер мен аммонийлі газтранспорттық реагенттерді енгізу газ тәрізді қосылыстар мен конденсацияланған фазалардың түзілуіне ықпал ететіні анықталды. Ұсынылған функционалды-белсенді қоспалар 15–60 минут ішінде қалыңдығы 150 мкм-ге дейінгі қорғаныш хромды қабаттардың түзілуін қамтамасыз етеді.
References
Bartkowska A. (2021) Characteristics of Cr-B Coatings Produced on Vanadis® 6 Tool Steel Using Laser Processing. Materials, 14(10), 2621. https://doi.org/10.3390/ma14102621 DOI: https://doi.org/10.3390/ma14102621
Zagkliveris D. I., Mavropoulos A., Ntovinos E., Triantafyllidis G. K. (2020) The influence of chromium as a diffusive additive in the boronizing treatment of AISI 4140 steel on the corrosion resistance of the coating evaluated by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). MATEC Web of Conferences, 318, 01040. https://doi.org/10.1051/matecconf/202031801040 DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/202031801040
Masuda K.; Ishihara S.; Shibata H.; Sakamoto Y.; Oguma N.; Iwasaki M. (2024) Effect of surface coating on fatigue life and fatigue crack growth behavior of AISI D2 tool steel. Int. J. Fatigue, 183, 108230. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue .2024.108230 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2024.108230
Muthiah P., Palaniappan G., Raj S. (2022) Boriding of steels: Improvement of mechanical properties – A review. High Temperature Material Processes: An International Quarterly of High-Technology Plasma Processes, 26 (2), 1–15. https://doi.org/10.1615/HighTempMatProc.2022041805 DOI: https://doi.org/10.1615/HighTempMatProc.2022041805
Xie Y., Medvedovski E., Joyce L., Simonton D., Frishholz E. (2024) Assessing boronized and aluminized thermal diffusion coatings in molten chloride salt and molten sodium environments. Surface and Coatings Technology, 487, 130973. https://doi.org/10.2139/ssrn. 4775692 DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2024.130973
Zhang Z., Wang L., Li Q. (2019) High-performance coatings for industrial applications. Journal of Coating Technology, 21(5), 1024-1035. https://doi.org/10.1007/s11998-019-00264-1
Sereda B., Sereda D. (2021) High-performance chrome coatings to protect against wear and corrosion. Steel Properties and Applications in Conjunction with Materials Science and Technology. 39 – 41. https://doi.org/10.33313/280/005 DOI: https://doi.org/10.33313/280/005
Merlo A., Leonard G. (2021) Magnetron Sputtering vs. Electrodeposition for Hard Chrome Coatings: A Comparison of Environmental and Economic Performances. Materials, 14(14), 3823. https://doi.org/10.3390/ma14143823 DOI: https://doi.org/10.3390/ma14143823
Hu J., Zeng J., Yang Y., Yang X., Li H., Guo N. (2019) Microstructures and wear resistance of boron-chromium duplex-alloyed coatings prepared by a two-step pack cementation process. Coatings, 9 (9), 529. https://doi.org/10.3390/coatings9090529 DOI: https://doi.org/10.3390/coatings9090529
Adamaszek K., Jurasz Z., Swadzba L., Grzesik Z. (2011) The influence of hybrid coatings on scaling-resistant properties of X33CrNiMn23-8 steel. High Temperature Materials and Processes, 26 (2), 115–124. https://doi.org/10.1515/HTMP.2007.26.2.115 DOI: https://doi.org/10.1515/HTMP.2007.26.2.115
Bushueva E.G., Grinberg B.E., Bataev V.A., Drobyaz E.A. (2019) Raising the Resistance of Chromium-Nickel Steel to Hydroabrasive Wear by Non-Vacuum Electron-Beam Cladding with Boron. Metal Science and Heat Treatment, 60, 641–644. https://doi.org/10.1007/s11041-019-00331-3 DOI: https://doi.org/10.1007/s11041-019-00331-3
Bartkowska A., Młynarczak A. (2021) Microstructural and Mechanical Properties of B-Cr Coatings Formed on 145Cr6 Tool Steel by Laser Remelting of Diffusion Borochromized Layer Using Diode Laser. Coatings, 11(5), 608. https://doi.org/10.3390/coatings1105060 DOI: https://doi.org/10.3390/coatings11050608
Sereda B., Prolomov A., Sereda D. (2024) Corrosion Resistance of Zinc Coatings Obtained by Technology Using Complex Functionally Active Charges in Chemical Environments. Proceeding of the Conf. Steel Properties & Applications in conjunction with Materials Science & Technology. https://doi.org/10.33313/282/012 DOI: https://doi.org/10.33313/282/012
Zhang X., Wang,Y., Li J., Liu H. (2023) Development of SHS coatings for high-temperature applications. Journal of Materials Science. https://doi.org/10.1007/s10853-023-07456-9.
Sereda B., Sereda D., Kryhliyak I., Kryhliyak D. (2023) Modification of the surface of copper alloys with aluminum in the conditions of self-propagating high- temperature synthesis. Problems of Atomic Science and Technology, 2, 130 – 133. https://doi.org/10.46813/2023-144-130. DOI: https://doi.org/10.46813/2023-144-130
Sereda B., Sereda D., Udod A., Baskevych O. (2024) Quantum mechanical model of interaction of charges of metal atoms during creation of chrome coatings. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 6, 38 – 44 https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-6/038 DOI: https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-6/038
ASM International. Dossett J.L., Totten G. E. (Eds.). (2014). Heat Treating of Irons and Steels. ASM Handbook Vol. 4D. ASM International. https://doi.org/10.31399/asm.hb.v04d.9781627081689 DOI: https://doi.org/10.31399/asm.hb.v04d.9781627081689
Tosun I. (2015) Thermodynamics: Principles and Applications. World Scientific Publishing. ISBN 978-9814696937 DOI: https://doi.org/10.1142/9670
Fleischer M. T. (2018) Thermodynamics: Fundamentals and Applications for Chemical Engineers. World Scientific Publishing. ISBN 978-1516526680
Montgomery D.C. (2017) Design and Analysis of Experiments Arisona, State University. Ninth Edition, John Wiley & Sons, New York, 640. ISBN 9781119299363
Downloads
Жарияланды
How to Cite
Журналдың саны
Бөлім
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
