Протикорозійний захист вуглецевих сталей дифузійними покриттями на основі хрому та силіцію
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Янцевич К.В. Протикорозійний захист вуглецевих сталей дифузійними покриттями на основі хрому та силіцію. – Кваліфікаційна наукова праця на правах
рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.14 – Хімічний опір матеріалів та захист від корозії. –
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2025.
Дисертаційна робота присвячена захисту металів від корозії, підвищенню надійності та довговічності сталевого обладнання шляхом нанесення дифузійних
хромосиліцидних покриттів газовим методом в атмосфері хлору.
В роботі наведено результати теоретичних розрахунків рівноважного складу багатокомпонентних систем за участю хрому, силіцію, вуглецю, заліза, кисню,
хлору, що дало можливість визначити ймовірний склад газової та конденсованої фаз, оптимальні параметри процесу насичення сталей хромом та силіцієм.
Визначено найбільш термодинамічно імовірні хімічні реакції, що мають місце при комплексному насиченні сталей силіцієм та хромом. На основі отриманих даних
запропоновано і експериментально підтверджено раціональний склад вихідних реагентів, температурні інтервали проведення дифузійного насичення сталей
хромом та силіцієм. Встановлено склад, структуру, мікротвердість, мікропоруватість покриттів.
Встановлено, що отримані хромосиліцидні покриття володіють високою жаростійкістю в атмосферному повітрі до 1000 С. Процес окиснення
хромосиліційованих сталей 20, 45, У10А в інтервалі температур 800 – 1000 С підпорядковується параболічному закону, що свідчить про дифузійний механізм
корозії. Показано, що жаростійкість хромосиліцидних покриттів на сталях підвищується в ряду: сталь У10А→ сталь 20→сталь 45, що пов’язано з різною
структурою та складом отриманих покриттів. Виявлено, що після окиснення в дифузійному шарі покриття на сталях 20, 40, 45 утворюється оксид хрому Cr2O3 та
оксид силіцію SiO2, який виконує роль бар’єрного шару.
Встановлено, що отримані покриття підвищують корозійну стійкість вуглецевих сталей у багатьох водних середовищах. Корозійна стійкість хромосиліційованих сталей і
захисна дія покриттів залежить від природи розчинів, виду деполяризації корозійного процесу, часу корозійних випробувань. Вони виявляють невисоку захисну дію в умовах
корозії з водневою деполяризацією (концентровані розчини сульфатної та хлоридної кислот, =52,3-76,1%), більш високу при корозії з кисневою (технічна вода, =
74,8%; 3% NaCl, =82,4%) та змішаною киснево-водневою (оцтова кислота, =84,8%) деполяризацією, найбільшу - в концентрованих розчинах нітратної
кислоти ( = 99,86%). Селективність захисної дії покриттів обумовлена їхнім різним впливом на парціальні реакції корозійних процесів та різною хімічною стійкістю
їхніх захисних плівок у різних розчинах. Нанесення покриттів призводить до прискорення реакції виділення водню, гальмування відновлення кисню, зниження
швидкості анодного розчинення сталей в активному та пасивному стані. Запропоновано способи підвищення корозійної стійкості ( =99,82%)
вуглецевих сталей з хромосиліцидними покриттями в розчинах кислот за рахунок окиснення їхніх поверхневих шарів в атмосферному повітрі або введення у розчини
кислот добавки-окисника (молібдату натрію). Вольтамперметричними дослідженнями показано, що в розчинах кислоти окисненні покриття
характеризуються стійким пасивним станом у широкому інтервалі потенціалів.
Триботехнічними дослідженнями встановлено, що хромосиліціювання підвищує зносостійкість сталі 45 в умовах абразивного зношування ( 13,0 разів) та в умовах
тертя без змащувального матеріалу ( 7,0 разів). Наведені рекомендації щодо практичного використання хромосиліцидних покриттів.
Опис
Ключові слова
корозія, сталь, хромосиліцидні покриття, жаростійкість, окиснення, електрохімічна поведінка, водні агресивні середовища, вольтамперометрія, зносостійкість, corrosion, steel, chromo-silicide coatings, heat resistance, oxidation aqueous aggressive media, voltammetry, wear istance
Бібліографічний опис
Янцевич, К. В. Протикорозійний захист вуглецевих сталей дифузійними покриттями на основі хрому та силіцію : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.17.14 - Хімічний опір матеріалів та захист від корозії / Янцевич Кароліна Віталіївна. – Київ, 2025. – 27 с.