ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА КОРРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ: CUJOGE

Александр Григорьевич Соколов; Эдуард Эдуардович Бобылёв; Вячеслав Дмитриевич Марченко

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2023.03.32

Авторы

Александр Григорьевич Соколов Кубанский государственный технологический университет https://orcid.org/0000-0002-8105-1429
Эдуард Эдуардович Бобылёв Кубанский государственный технологический университет https://orcid.org/0000-0001-7754-1807
Вячеслав Дмитриевич Марченко Кубанский государственный технологический университет https://orcid.org/0000-0002-3514-0201

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.03.32

Ключевые слова:

химико-термическая обработка, хром, карбид, коррозионная стойкость, диффузия, сталь

Аннотация

В статье рассматривается влияние комплексной химико-термической обработки (КХТО) стальных изделий, включающей в себя цементацию, диффузионное насыщение хромом и закалку на коррозионную стойкость стальных изделий в 30% водном растворе HCl и 3% NaCl. В качестве обрабатываемых материалов использовались стали Ст3, 40Х, 40Х13, 20Х13. Было выявлено, что КХТО позволяет получать покрытия толщиной от 7 до 27 мкм, при этом микротведрость поверхности покрытых образцов достигает 24000 МПа в зависимости от температуры КХТО. Было выявлено, что на скорость коррозии влияет элементный состав покрываемого материала, режимы КХТО, состав коррозионно-активной среды. Проведение испытаний образцов выявило, что стали без покрытий имеют более низкую коррозионную стойкость, чем материалы, подвергнутые КХТО. При этом, скорость коррозии материалов снижается пропорционально увеличению содержания хрома в и снижению содержания углерода в покрываемом материале. Наиболее эффективно скорость коррозии снижается в среде NaCl. Так, скорость коррозии образцов, изготовленных из стали Ст3, снизилась в 11,6 раз, из стали 40Х в 8,22 раза, 40Х13 в 4,56 раза, 20Х13 в 4,1 раз. В 30% водном растворе HCl скорость коррозии образцов, изготовленных из стали Ст3, снизилась в 4,6 раз, из стали 40Х в 4,4 раза, 40Х13 в 3,99 раз, 20Х13 в 3,84 раза. Также, было выявлено, что на коррозионную стойкость оказывает влияние температура КХТО. Так, при температуре КХТО 1000°С скорость коррозии в 3 % NaCl составляла 0,08 г/(м²*час). При увеличении температуры до 1070°С скорость коррозии уменьшалась до 0,059 г/(м²*час). Аналогично температура КХТО влияла и на другие исследуемые материалы.

Библиографические ссылки

Влияние термической обработки на структуру и свойства покрытий, полученных наплавкой литыми прутками. Пломодьяло Р.Л., Назарько А.С., Штоколов С.С. Сварка и диагностика. 2021. № 1. С. 37-40.

Optimization of cast rods’ composition for cor-rosion-resistant facing of sealing surfaces of clamp seal urea service valves. Nazarko A., Plomodualo R. В сборнике: Materials To-day: Proceedings. Сер. «International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment 2020, ICMTMTE 2020» 2021. С. 1669-1671.

Sokolov A. G., Bobylyov E. E. Features and regularities in formation of diffusion nickel-copper coat-ings on steels in the medium of low-melting liquid-metal solutions// CIS Iron and Steel Review — Vol. 23 (2022), pp. 56–60

Бобылёв Э.Э. Повышение эксплуатационных свойств режущего твердосплавного инструмента за счет диффузионной металлизации из среды легкоплавких жидкометаллических расплавов: автореф. дис. канд-та техн. наук. Новочеркасск, 2020. 22 с.

Vikrant Singh, Anil Kumar Singla, Anuj Bansal. Impact of HVOF sprayed Vanadium Carbide (VC) based novel coatings on slurry erosion behaviour of hydro-machinery SS316 steel/ Tribology International. - Vol. 176. -2022. -107874. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107874.

Xiang Hou, Hao Wang, Qun Yang, Yanxia Chen, Linjiang Chai, Bo Song, Ning Guo, Shengfeng Guo, Zhongwen Yao. Microstructure and properties of Cr-AlN composite coating prepared by pack-cementation on the surface of Al-containing ODS steel/ Surface and Coatings Technology. - Vol. 447. – 2022. – 128842. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128842.

Chaochao Ji, Qiaoqin Guo, Jianping Li, Yongchun Guo, Zhong Yang, Wei Yang, Dapeng Xu, Bo Yang. Microstructure and properties of CrN coating via multi-arc ion plating on the valve seat material sur-face/ Journal of Alloys and Compounds. - Vol. 891. – 2022. – 161966. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161966.

Mengdi Zhang, Xinliang Shi, Ziyang Li, Han-qing Xu. Enhanced corrosion and wear resistance of gradient graphene-CrC nanocomposite coating on stain-less steel/ Carbon. - Vol. 174. – 2021. – pp. 693-709. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.12.007.

Соколов, А.Г. Повышение износостойкости изделий из аустенитных сталей путем совмещения технологий цементации и диффузионного легирования в среде легкоплавких жидкометаллических расплавов / А.Г. Соколов, Э.Э. Бобылёв // Журн. Сиб. федер. ун-та. Техника и технологии, 2020. 13(4). С. 502-511. DOI: 10.17516/1999-494X-0241

А.Г. Соколов, Э.Э. Бобылёв, Р.Л. Пломодьяло. Влияние цементации на структуру и свойства функциональных диффузионных покрытий на базе карбида титана на твердых сплавах типа ТК и ВК. Письма о материалах. 2020. Т.10. №4. С.410-415

Устройство для диффузионной металлизации в среде легкоплавких жидкометаллических растворов пат. 2767108 Рос. Федерация № 2021114415; заявл. 20.05.2021; опубл. 16.03.2022, Бюл. № 8. 9 с.