Комплексные диффузионные покрытия

И СВОЙСТВА КОМПЛЕКСНЫХ ДИФФУЗИОННЫХ ПОКРЫТИИ [c.146]

ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ ДВУХСТАДИЙНЫХ КОМПЛЕКСНЫХ ДИФФУЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВАХ [c.172]

КОМПЛЕКСНЫЕ ДИФФУЗИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ [c.283]

Комплексные диффузионные покрытия — это покрытия, получаемые при диффузионном насыщении одновременно или последовательно несколькими (комплексом) элементами. В химикотермической обработке сплавов железа давно разрабатывают и промышленно используют такие процессы комплексного диффузионного насыщения, как цианирование (насыщение одновременно углеродом и азотом), сульфоцианирование (насыщение этими элементами совместно с серой). [c.283]

Подробный анализ имеющейся информации о комплексных диффузионных покрытиях представляет собой предмет самостоятельного исследования и выходит за рамки данной книги. Поэтому кратко рассмотрим лишь сравнительно небольшое число работ, иллюстрирующих преимущества комплексных покрытий перед однокомпонентными (полученными при насыщении одним элементом). В качестве примеров выбраны комплексные покрытия на никелевых сплавах, а также силицидные и алюминидные модифицированные покрытия на тугоплавких металлах (ЫЬ, Та, Мо, У) и их сплавах. [c.283]

Предложен способ получения на никелевых сплавах комплексных диффузионных покрытий на основе алюминидов при диффузионном насыщении одновременно титаном и алюминием. [c.291]

Кроме вышеуказанных групп начинают получать развитие покрытия с мешанного типа, когда на защитный слой, полученный диффузионным методом, наносится дополнительное покрытие покровного типа, например тугоплавкая эмаль или ситалл, для повышения защитных свойств покрытия. Примеры такого рода покрытий рассмотрены ниже при описании комплексных силицидных покрытий. [c.220]

Поскольку насыщение только одним алюминием не обеспечивает необходимых защитных свойств покрытий, особенно на тугоплавких металлах и сплавах, обычно применяют комплексное диффузионное легирование (одновременно или последовательно) алюминием совместно с другими элементами, например кремнием, титаном, ниобием, танталом, хромом. Такие типы модифицированных алюминидных покрытий будут рассмотрены ниже. [c.268]

Модифицирование силицидных покрытий различными элементами проводят с целью повышения их термостойкости, увеличения окалиностойкости в области чумы , улучшения способности к самозалечиванию, снижения диффузионной подвижности кремния и скорости рассасывания высших силицидов в низшие. В настоящее время отсутствуют достаточно определенные теоретические представления, позволяющие уверенно выбрать оптимальные модифицирующие элементы, и разработка комплексных силицидных покрытий носит в основном эмпирический характер. Наиболее полно исследованы свойства комплексных силицидных покрытий и их влияние на механические свойства материала основы для ниобиевых сплавов, в меньшей степени для сплавов тантала, молибдена и вольфрама. [c.301]

Рассмотрим далее некоторые примеры процесса комплексного диффузионного насыщения, позволяющего получать покрытия на основе тугоплавких соединений на различных подложках-основах и заключающегося в одновременном или последовательном насыщении металла или сплава различными элементами. [c.36]

Весьма перспективным представляется исследование процессов комплексного диффузионного насыщения для создания покрытий из металлоподобных тугоплавких соединений на основных современных конструкционных материалах-сплавах на основе железа, никеля, кобальта и хрома. К сожалению, в настоящее время этому важному и интересному направлению материаловедения уделяется недостаточное внимание и число соответствующих работ весьма ограничено. Наиболее полно изучено получение диф-фузионных покрытий на основе карбидов, нитридов, силицидов и боридов хрома на сталях. Библиография и подробное рассмотрение этих работ даны в монографии [2], поэтому здесь мы ограничимся только некоторыми выводами из этих работ. [c.37]

В работе [22] было изучено влияние комплексного насыщения хромом и углеродом или хромом и азотом лопаток газовых турбин, изготовленных из жаропрочных сталей, на их эрозионную стойкость. Оба процесса, проведенные в условиях, обеспечивающих образование диффузионных покрытий с внешними слоями, состоящими из карбидов или нитридов хрома, позволили в 10— [c.37]

Рнс. 2. Распределение химических элементов по глубине двухстадийного диффузионного комплексного покрытия. [c.173]

Приведенные примеры показывают, что алюминидные покрытия по-прежнему остаются пока основным типом защитных жаростойких покрытий для жаропрочных сплавов на основе никеля, кобальта и железа. Их эксплуатационные свойства можно повысить диффузионным легированием поверхности, т. е. комплексным насыщением алюминием совместно с другими элементами. [c.292]

Покрытия этого типа являются одним из основных видов защитных покрытий для тугоплавких металлов и сплавов. Их разработке уделяется все большее внимание. Наиболее полно современные достижения в этой области рассмотрены в обзорных работах [10, 72, 73, 332, 333]. Самыми перспективными типами диффузионных комплексных покрытий для тугоплавких металлов являются покрытия на основе модифицированных алюминидов и силицидов, причем современные исследователи стремятся разрабатывать не универсальные покрытия, а предназначенные для конкретных промышленных марок сплавов и определенных условий эксплуатации. Наиболее полно разработаны и исследованы защитные покрытия для сплавов ниобия и молибдена и в меньшей степени для сплавов тантала и вольфрама. [c.292]

Сопротивляемость вакуумно-плазменных покрытий разрушению можно увеличить созданием многослойных композиционных покрытий, хорошо сопротивляющихся усталостному разрушению. Увеличение прочности сцепления покрытия и твердосплавной матрицы возможно методами дополнительной и комплексной термической обработки. Характер разрушения покрытий Ti ГТ, ДТ обусловлен особенностью их кристаллического строения, лучшей сопротивляемостью диффузионному растворению в обрабатываемом материале из-за большей прочности химической связи Ме—С и высокой прочностью сцепления покрытия и твердосплавной матрицы. В частности, для покрытий Ti ДТ, ГТ практически не отмечали полного отслаивания покрытия на контактных площадках инструмента. При резании на скоростях, когда возникают темпе- [c.121]

Нами предполояшно, что структура и свойства комплексных диффузионных покрытий определяются в значительной мере характером химического взаимодействия в насыщающей смеси по диаграмме состояния. [c.146]

В статье изложены результаты исследования влияния состава насыщающих смесей на структуру и жаростойкость комплексных диффузионных покрытий на сплаве ЖС6К. Критерием стойкости покрытий является глубина разрушенной части покрытия. По результатам испытания на сопротивление высокотемпературной газовой коррозии наиболее перспективными являются композиции А1-1-В-)-Сг, А1-Ь81, А1+В, 81-ЬТ1, полученные совместным способом, и композиции 81—Т1, В—А1, 81—А1, А1—Т1, полученные последовательным способом насыщения. Рис. — 4. [c.341]

Для защиты от газовой коррозии могут найти применение комплексные диффузионные покрытия типа 3-Х1А1 Сг)зА1 с неболь- [c.172]

Основными структурными составляющими двухстадийного комплексного диффузионного покрытия являются фазы p-NiAl и -(N1, Сг)зА1. Между параметрами решеток основных фаз никелевых сплавов и подслоя нихрома существует положительное размерное несоответствие. В наружной зоне покрытий концентрация легирующих элементов сплавов, таких как титан, ванадий, молибден, значительно ниже, чем при одностадийном формировании защитных покрытий. [c.243]

В качестве покрытий на тугоплавких металлах и сплавах наибольший практический интерес представляют окалиностойкие комплексные диффузионные покрытия, поэтому основные исследования были направлены на получение модифицированных другими элементами силицидных и алюминидных покрытий, отличающихся высокой жаростойкостью. Это направление наиболее актуально и в настоящее время. Выбор составов комплексных покрытий и технологий их получения — весьма сложная материало-ведческая проблема, научно обоснованное решение которой еще далеко не завершено. Работы в этом направлении носят пока в основном эмпирический характер. [c.283]

Многокомпонентное насыщение может быть осуществлено нанесением на поверхность суспензий, состоящих из монодисперс-ных порошков, с последующим их отжигом в вакууме, защитной или нейтральной среде. В работе [16, с. 192] опробовано получение на сплаве ЖС6К комплексных диффузионных покрытий из суспензий на основе порошков А1, 51, В, Сг и 2г. Шликер, [c.288]

Технология нанесения различных типов комплексных диффузионных покрытий на жаропрочные сплавы и стали описана в работе [331 ]. Одним из наиболее перспективных защитных покрытий считают комплексное покрытие, получаемое в две стадии вначале диффузионное насыщение танталом или танталом и хромом, затем диффузионное алитирование или хромоалитирование. Покрытие, нанесенное в первой стадии, обладает равномерной толщиной (до 50 мкм) и служит диффузионным барьером для внешнего покрытия на основе алюминидов. [c.290]

Боридные покрытия на сталях и чугунах состоят из боридов FeaB и РеВ, в решетке которых в случае высоколегированной основы могут содержаться небольшие количества легирующих элементов. Однако это существенно не влияет на коррозионную стойкость и жаростойкость фаз РсаВ и РеВ. Поэтому добиться увеличения коррозионной стойкости и жаростойкости боридных покрытий можно с развитием комплексного диффузионного насыщения с участием бора и таких элементов, как алюминий, кремний, титан, хром и др. Кроме того, перспективными могут оказаться исследования по нанесению на стали простых марок гальванических покрытий (например, никелевых, кобальтовых, хромовых) с последующим их борированием [111]. [c.214]

Диффузионное насыщение кремнием вначале использовали для повышения коррозионной стойкости и жаростойкости сплавов на основе железа. Силицирование же тугоплавких металлов и их сплавов начали изучать практически только в начале 50-х годов, когда наметились реальные пути их использования в современной технике. Число работ в области силицидных и в особенности модифицированных (или комплексных) силицидных покрытий на тугоплавких металлах сейчас значительно превосходит число работ, посвященных силицированию сталей, чугунов, и других невысокотемпературных сплавов. [c.240]

Совместное насыщение алюминием и магнием проводили либо в смеси порошков этих металлов, либо из паст на основе этих порошков, предварительно нанесенных на обрабатываемую поверхность. Соотношение алюминия и магния в насыщающей смеси колебалось в пределах от 90 10 до 70 30 инертной добавкой служила окись алюминия в количестве до 98% от всей смеси, в качестве активного газообразователя использовали 0,001% гидразиндигидрохлорида. При нанесении пасты в ее состав входило 25—75% смеси А1—Mg (90 10) и 75 —25% флюса, состоящего из хлористого калия (40%), хлористого натрия (40%), фтористого лития (6%) и алюминийнатрийфторида (14%). Температура диффузионного отжига колебалась в пределах 700— 1090° С время выдержки составляло обычно несколько часов. Данный способ получения комплексных алюминидных покрытий, легированных магнием, предложен для увеличения окалиностойкости и сопротивления термическому удару жаропрочных никелевых, кобальтовых и железных сплавов. [c.291]

Определенный практический интерес представляют диффузионные покрытия на молибдене, полученные при насыщении только одним хромом. Такие покрытия, отличаясь более низкой жаростойкостью по сравнению с комплексными, имеют ряд особых свойств, обеспечивающих возможность их применения при использовании молибдена в качестве токоподводов в электровакуумных приборах. В этих случаях наряду с жаростойкостью при сравнительно невысоких температурах (до 1200° С) покрытия должны обладать хорошей смачиваемостью и адгезией по отношению к расплавленному стеклу для образования вакуумплотного спая. В работе [118, с. 92] выполнены обширные исследования по технологии диффузионного хромирования молибдена марки МРН, изучены свойства слоя и основы и показано, что в результате хромирования и последующего окисления с образованием на поверхности пленки СгзОз молибден можно использовать в электровакуумных приборах в качестве токоподводов. [c.320]

В работе [343] приведены результаты исследования свойств комплексных силицидных покрытий, легированных железом, хромом или бором, на чистом молибдене и сплаве Мо — 0,5X1. Для сравнения проводили испытания Сг—А1—51 покрытий (сплав 45% Сг, 35% 51, 20% А1) и покрытий типа колманой ЫЬ (сплав N1—Сг—В), наносимых методом напыления с последующим диффузионным обжигом при температуре 1100—1200° С. Лучшими защитными свойствами при изотермическом окислении на воздухе [c.323]

Другой важной служебной характеристикой никель-алюминие-вых покрытий является их жаростойкость. Из практики диффузионного напыления жаростойких покрытий известно, что комплексное насыщение никелевых сплавов (хромоалитирование, алюмо-силицирование) положительно влияет на защитные свойства покрытия [3]. Ранее было показано, что наличие третьего элемента (например, фосфора) в никель-алюминиевых плазменных покрытиях может снижать интенсивность их диффузионного рассасывания, повышать долговечность их защитного действия. [4]. [c.125]

Рис. 3. Изменение относительного содержания р-фазы в поверхностном слое цвухстадипиого диффузионного комплексного покрытия (1, 2, 4, 5) и а.люмпнпдпого 3, 6) покрытия, полученного алитированием, при темпе- ратурах 950 (/). 1000 (2, 3), 1050 (4) п 1100 (5).

В структуре сплава ниже комплексного покрытия выделяется диффузионная зона с мелкодисперсной упрочняющей у -фазой. Внутренняя зона покрытия в отличие от традиционно столбчатого вида в случае одноступенчатого хромоалитирования состоит из более мелких фаз, ориентированных перпендикулярно поверхности и имеющих менее выраженную столбцатость, что объясняется повышенной концентрацией никеля в объеме, участвующем в формировании наружной зоны покрытия. Тонкая дисперсная прослойка, состоящая из мелких округлых включений, расположена между наружной и внутренней зонами покрытия. В нарун<ной зоне наблюдается большое количество у -фазы. - [c.174]

При газофазном силицировании тугоплавких металлов скорость процесса по сравнению с парофазным методом возрастает, о процесс сохраняет диффузионный контроль [92, 93, 97, 98]. Роль переносчика кремния могут выполнять гало-гениды щелоч1ных металлов и аммония, НС1, галогены. Следует отметить более широкие возможности этого способа по сравнению с парофазным, так как с его помощью возможно осаждение на определенный металл широкого класса соединений — силицидов, карбидов, боридов и т. д. Практическое использование этого метода значительно определило его теоретическое исследование, поскольку химизм его чрезвычайно сложен, особенно в случае нанесения комплексных покрытий. В упоминавшейся выше работе [93] изучался процесс нанесения силицидных покрытий на молибденовый сплав с использованием в качестве переносчика кремния паров йода. Были обнаружены две температурные области, резко различающиеся но кинетике процесса и характеру образующихся покрытий. При температурах ниже 900° С скорость роста слоя MoSi2 подчиняется линейному закону, а при температурах выше 950° С — параболическому, причем по абсолютной величине скорость роста в низкотемпературной области превосходит таковую в высокотемпературной. До 900° С образующийся MoSi2 имеет гексагональную решетку, а образующийся выше 950° С — тетрагональную. Авторы [93] считают, что примеси, имеющиеся в сплаве (Ti, Zr, С), оказывают большое влияние на характеристики процесса формирования и структуру по- [c.238]

Кроме модифицирования, повышение жаростойкости сили-цированных изделий может быть достигнуто за счет создания комплексного покрытия смешанного диффузионно-покровного типа, состоящего из дисилицидного слоя и жаростойкой эмали. [c.245]

MOM, кремнием, алюминием, цинком, марганцем, а также наносить комплексные покрытия при испарении металлической лигатуры или сплавов. Детально разработана и нашла промышленное применение технология вакуумного неконтактного хромирования. Испарение кускового хрома проводят при температуре 1400 °С и неглубоком динамическом вакууме (—10 —10 мм рт. ст.) в течение нескольких часов. Диффузионный слой толщиной до нескольких миллиметров отличается высокой пластичностью (может подвергаться холодной и горячей деформации без разрушения) вследствие большой чистоты по углероду, сере, газам и неметаллическим включениям. Это позволяет получать горячекатаный и холоднокатаный стальной прокат из предварительно хромированной заготовки. Углеродисгая и низколегированная сталь с вакуумдиффузионным хромовым покрытием, как показали производственные испытания, не уступает по коррозионной стойкости и гидростойкости высоколегированным хромоникелевым сталям и может найти самое широкое применение в различных отраслях промышленности [14, с. 134 22, с. 158]. [c.82]

В работе [17, с. 124] исследован процесс комплексного насыщения сплава ЖС6К алюминием совместно с танталом или ниобием, изучены фазовый состав и структура покрытий и их стойкость против окисления при 1100° С в продолжение 100—300 ч. Покрытия наносили методом окраски или окунания в шликер с последующим отжигом (после предварительной сушки) при температуре 1050° С в течение 4 ч в вакууме 1-10 мм рт. ст. Шликер готовили из порошка алюминия (ПАК-3) и порошков ниобия или тантала зернистостью до 40 мкм растворителем служил параксилол, стабилизатором — полистирол. Толщина наносимого слоя составляла приблизительно 0,1 мм. Исследования жаростойкости сплавов показали, что лучшими защитными свойствами обладали покрытия из шликеров, в которых металлы были взяты в соотношении, % (по массе) 70 Та + 30 А1 и 60 № + + 40 А1. Глубина алюминидных покрытий, легированных танталом, составляла 50—60 мкм, ниобием 90—100 мкм. При испытаниях таких покрытий на жаростойкость в них происходят в общем те же структурные и фазовые превращения, что и в чисто алюминидных покрытиях, однако диффузионные процессы значительно замедляются. Это и является причиной более высоких защитных свойств комплексных покрытий. [c.290]

Растворимость А (СЫ) в воде обусловлена его общим отрицательным зарядом, способствующим сольватации с диполями воды, невозможной в случае нейтрального Ag N. Вероятно, что другие ноны комплексных цианидов с низким координационным числом имеют аналогичную структуру. Ионы с такой структурой, диффундирующие к катоду, под действием электрического поля вблизи катода поляризуются таким образом, что центр положительно заряженного иона серебра смещается к катоду (рис, 6.2). После сближения на критическое расстояние электрическое поле помогает движению поляризованного комплекса и разряду серебра, а затем отталкивает освободившиеся анионы цианиды. Электроосаждение покрытий из растворов комплексных цианидов имеет ряд преимуществ. Снижение потенциала осаждения имеет большое значение при нанесении благородных металлов на неблагородные подложки, так как позволяет избежать сильной коррозии катода. Важный случай, связанный с применением медно-цианистой ванны, обсуждается ниже. Затрудненная диффузия комплексного аниона, энергия, необходимая для поляризации и восстановления аниона, и диффузионный барьер из-за высокой концентрации цианида вблизи катода — все это приводит к высокому перенапряжению процесса электроосаждення, что в свою очередь способствует образованию равномерных покрытий на катодах с неровной поверхностью. 11оны цианида, освободившиеся после разряда металла из комплекса, изменяют структуру покрытия аналогично действию специальных добавок и возможно, что не- [c.334]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...