Диссертация (1173091), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

1444.2.2 Исследование химического и фазового состава азотированных ЦНП методомрастровой электронной микроскопии.................................................................................. 1474.2.3 Исследование распределения элементов по толщине азотированного ЦНП ифазового состава цинкового покрытия ............................................................................... 1494.2.4 Исследование состава переходной зоны под азотированным ЦНП методом Ожеспектроскопии........................................................................................................................... 154Выводы по четвертой главе ........................................................................................................... 160ГЛАВА 5 СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ СЛОЕВ ПОСЛЕКОМБИНИРОВАННЫХ ПРОЦЕССОВ, СОЧЕТАЮЩИХ ДИФФУЗИОННОЕНАСЫЩЕНИЕ ЦИНКОМ И АЗОТОМ ......................................................................................

1625.1 Коррозионная стойкость слоев и покрытий, формируемых комбинированнымиметодами цинкования и азотирования .................................................................................... 1625.1.1 Электрохимические испытания азотированных ДМЦ и ЦНП слоев на коррозиюв слабоагрессивных средах ..................................................................................................... 1625.1.2 Исследование пассивационных кривых сталей в кислотной среде последиффузионной металлизации цинком и азотирования ....................................................

1675.1.3 Исследование влияния параметров исходного ЦНП на антикоррозионныесвойства комбинированных покрытий ............................................................................... 1695.1.4 Сравнение показателей коррозии после различных видов обработки ................ 1775.2 Испытания механических свойств комбинированных цинковых покрытий ........... 1795.2.1 Сравнительные испытания адгезионной стойкости................................................

1795.2.2 Износостойкость комбинированных цинковых покрытий .................................... 1825.3 Рекомендации по применению разработанных комбинированных способовобработки, включающих цинкование и азотирование......................................................... 1875.3.1 Обоснование условий применения комбинированных способов ХТО ................

1875.3.2 Взаимосвязь полученных свойств со структурой покрытия ................................. 1895.3.3 Примеры возможного применения комбинированных ХТО для конкретныхизделий ....................................................................................................................................... 192Выводы по пятой главе ................................................................................................................... 195ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................................................

197СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .............................................................................................................. 200ПРИЛОЖЕНИЕ................................................................................................................................ 2165ВВЕДЕНИЕКоррозия металлических изделий представляет серьезную проблему,поскольку наносит значительный экономический и экологический ущербнациональным экономикам.Мировые запасы металлов ограничены, потери из-за коррозионныхпроцессов ведут к дополнительным затратам, и могут достигать 4% ВВП [1]. Изза коррозии ежегодно расходуется до 20% выплавляемого в мире металла. Анализкоррозионных потерь показывает, что за период с 1820 г. до 1923г.

при общеммировом производстве железа 1766 млн. т. 40% уничтожено коррозией [2]. Вроссийской промышленности потери металлов вследствие коррозии составляютдо 12 % от общего годового фонда расхода металлов [3]. В настоящее времяобщий металлофонд Российской Федерации составляет 1,6 млрд т, при этом40-50% металлических конструкций и сооружений работают в агрессивныхсредах,30%вслабоагрессивных,итолькооколо10%нетребуютантикоррозионной защиты.Прямые потери от коррозии включают затраты на замену конструкций,оборудования, деталей машин, подвергшихся коррозии, а также затраты наантикоррозионную защиту.

Косвенные потери от коррозии связаны с простоем иремонтом оборудования, устранением последствий производственных аварий,произошедших из-за коррозии. В связи с этим повышаются требования кэксплуатационно-техническойнадежностидолговечности,ибезопасностиихмашинкоррозионнойиметаллоконструкций,стойкости.Увеличениеметаллоемкости таких отраслей, как металлургия, строительная, химическая,нефтехимическая,целлюлозно-бумажнаяотрасли,гдеметаллоконструкцииэксплуатируются в средах повышенной агрессивности, ведет также к росту потерь откоррозии.Всовременныхкоррозионнойусловияхзащитынеобходимостьметалловвповышениямашиностроенииопределяется следующими соображениями:иэффективностидругихотраслях6 повышенными требованиями к сроку службы деталей машин иметаллоконструкций, их надежности в случае возникновения аварийныхситуаций; экономическими факторами, связанными с уменьшением материальныхпотерь металла и ремонтных затрат; экологическими факторами, связанными с предотвращением загрязненияокружающей среды продуктами коррозии.Не менее значимыми являются и социальные аспекты повышенияэффективности коррозионной защиты, связанные с надежностью деталей машин иметаллоконструкций при возникновении техногенных аварийных ситуаций.Припроизводствеизделиймашиностроенияиметаллоконструкцийинженерных сооружений (зданий, мостов, железных дорог) использованиедорогостоящих коррозионностойких материалов зачастую является экономическиневыгодным.

В большинстве случаев применяются недорогие углеродистые илинизколегированные стали, которые в той или иной степени подвержены коррозии,втомчислеатмосферной.Статистикапоказывает,чтоиспользованиеспециализированных коррозионностойких материалов (легированных сталей)составляет лишь 20% от всей совокупности методов коррозионной защиты.По данным Всероссийского НИИ по защите от коррозии на сегодняшний деньнаиболее эффективным решением для повышения срока службы деталей иконструкций является применение защитных покрытий. Подобные покрытиядолжны обладать высокой атмосферостойкостью, влагостойкостью, выносливостьюпо отношению к агрессивным средам, иметь высокую адгезию к металлу, высокуюпрочность на изгиб и удар, обеспечивать долгий срок эксплуатации (не менее 10…20лет).

Во многих случаях детали эксплуатируются в условиях повышенных нагрузокна их поверхность, что создает дополнительные требования к износостойкостипокрытий. В связи с этим разработка недорогих и простых технологическихрешений по созданию высокоэффективных функциональных защитных слоев ипокрытий на сталях является актуальной задачей.7Самым широко применяющимся методом защиты металлоконструкций откоррозии является нанесение изолирующих лакокрасочных покрытий (почти40%).

Однако этот способ защиты не всегда может быть использован в силуэкономических, технических или технологических причин.Постоянно совершенствуются способы защиты сталей от коррозии,заключающиеся в нанесении металлических защитных покрытий, среди которыхцинковые покрытия являются наиболее распространенными.

Металлическиепокрытия не только защищают сталь от коррозии, но и придают поверхностиновые свойства – твердость, прочность, износостойкость.Нанесениецинковыхпокрытийявляетсяоднимихсамыхраспространенных.Существует множество способов формирования цинковых покрытий насталях, различающихся методом нанесения: гальваническое осаждение, горячеецинкование из расплава, холодное цинкование методом окрашивания, созданиетермодидиффузионных слоев на основе цинка (диффузионная металлизация).Подробный анализ этих методов, проведенный в 1 главе настоящей работы,показывает, что наиболее качественные покрытия создаются именно придиффузионной металлизации цинком (ДМЦ).

Но этот способ имеет недостатки:риск разупрочнения сердцевины стальной детали вследствие высоких температур,а также значительная стоимость процесса.Преимущества так называемых цинкнаполненных покрытий (ЦНП),получаемых способом холодного цинкования, заключаются в простоте нанесенияи доступности для осуществления. Их основной и весьма существенныйнедостаток – низкая адгезия со стальной подложкой, что обусловленоотсутствием диффузии атомов основы и покрытия, в отличие от метода ДМЦ.Проблему адгезии можно решить путем усовершенствования способананесения цинкнаполненных покрытий: последующим нагревом стали с ЦНП дляактивизации диффузии цинка в железо и создания переходного диффузионногослоя методами химико-термической обработки.8Многие процессы химико-термической обработки (ХТО) эффективны дляповышениякоррозионнойстойкостисталей, например, различные видыдиффузионной металлизации (хромирование, алитирование и др.).

Характеристики

Список файлов диссертации