Диссертация (1173091), страница 27

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

Текст из файла (страница 27)

Наличие двойной переходной зоны объясняет специфический характер190профилей микротвердости слоев, и увеличивает адгезионную прочностьпокрытия. Адгезионные испытания показали, что прочность сцепления покрытияс подложкой азотированных ЦНП близка к показателям адгезии диффузионныхслоев, полученных при ДМЦ+азотирование .Коррозионная стойкость стали с азотированным ЦНП повышается благодаряобразованию в поверхностном слое интерметаллидной δ-фазы значительнойтолщины и наличию непосредственно на поверхности толстого покрытия оксидацинка ZnO, обладающего пассивирующими свойствами.Азотированные ЦНП имеют более «выпуклую» концентрационную кривуюраспределения цинка по глубине: толщина участков, обогащенных цинком (ηфазы и δ-фазы), оказывается больше, однако толщина переходной зоны твердогораствора цинка в железе меньше, чем при диффузионной металлизации цинком иазотом, что связано с более низкой температурой процесса, а также сзатрудненными условиями диффузии азота через монолитное покрытие.Эффект повышенной микротвердости на значительной глубине (до 100-130мкм) как при ЦНП+азотирование, так и при ДМЦ+азотирование процессах связанс поведением азота.

Доказано, что азот глубже проникает под покрытие, чемцинк, что объясняется его более высокой диффузионной подвижностью в железе.Электрохимическими испытаниями установлено повышение коррозионнойстойкости азотированных ЦНП в различных средах: солевом растворе NaCl,кислотной среде (р-р H2SO4), имитате морской воды и соляном тумане.Азотированиедополнительноповышаеткоррозионнуюстойкостьцинкнаполненных покрытий. Скорость равномерной коррозии в солевой средеснижается от 3 до 15 раз по сравнению со сталью без покрытия.При выборе оптимального процесса ЦНП+азотирование, обеспечивающегомаксимальную коррозионную стойкость, необходимо учитывать следующиефакторы при изготовлении исходного цинкнаполненного покрытия: Выбор силикатного связующего, в котором благодаря значительнойпористости активная поверхность цинка и коррозионностойких фаз высока,усиливает протекторный механизм защиты.

Заполнение пор продуктами191анодногорастворенияактивируетбарьерныймеханизмзащитывдополнение к катодному механизму. Двухслойные покрытия увеличивают толщину как защитного слоя Zn/ZnO,так и переходной зоны. Увеличение концентрации цинка в исходной композиции повышаетэффективность катодной защиты покрытия.Все вышесказанное позволяет рекомендовать процесс ЦНП+азотированиедля формирования покрытий с высокой устойчивостью в солевой или слабокислотной средах (табл. 5.15) как альтернативу диффузионному способуметаллизации.

Дополнительным преимуществом процесса является возможностьпридания антикоррозионных свойств любой стали независимо от ее химическогосостава, поскольку при заданном режиме азотирования требуемый уровеньзащиты обеспечивается выбором параметров наносимого покрытия.Применение процесса ДМЦ+азотирование также повышает коррозионнуюстойкостьсталей(табл.5.15),новменьшейстепени,чемпроцессЦНП+азотирование, что связано с гораздо меньшей толщиной стойких фаз (ZnO иδ-фазы) на поверхности модифицированного слоя. К тому же защитные свойстваДМЦ-покрытия зависят от типа стали-основы: процесс более эффективен дляповышения коррозионной стойкости легированной стали.МодифицированныеслоиЦНП+азотированиеиДМЦ+азотированиеблагодаря азотированию обладают повышенной износостойкостью, связанной,предположительно, с выделением дисперсных нитридных фаз. Слои послеДМЦ+азотирование процесса наиболее износостойки и обладают пониженнымкоэффициентом трения, сохраняющимся на стадии установившегося износа.

Этодостигается благодаря более высокой концентрации азота в слое вследствиеблагоприятных условий для диффузии из газовой фазы, при которых покрытие неявляется препятствием. Преимуществом процесса являются его простота икратковременность.Анализ полученных данных по двум изученным комбинированным методамобработки позволяет выработать рекомендации по применению этих методов для192повышения эксплуатационных свойств стальных деталей, работающих вразличных условиях эксплуатации.Таблица 5.15 – Рекомендации по применению комбинированных способов ХТОдля повышения эксплуатационных свойств стальных деталей.ВидобработкиРежимобработкиСвойстваЦНП+азотирование1) НанесениеЦНПсвыбраннымипараметрами;2)Азотирование5400С, 24 ч,NH3ДМЦ+азотированиеОдновременное насыщениеZnизшликернойобмазкииазотомизгазовой фазыпри 6000С, 4 ч,NH3высокаякоррозионнаястойкость вморскойводе,солевой ислабокислотнойсреде всочетании сповышенойизносостойкостьюУдовлетворительнаякоррозионнаястойкость всолевойсреде всочетании сповышенной износостойкостьюСталиОптимальноестроениемодифицированного слоя10, 45, Толстое09Г2Сцинкнаполненное покрытие(ZnO→δ) +переходная зонаFeα(Zn,N)→Feα(N)45,09Г2С,15ХСДТонкийградиентныйповерхностныйслойη/ZnO+Zn3N2 сзонойинтерметалидов(δ→Г→α+Г)+протяженнаяпереходная зонаFeα(Zn,N)→Feα(N) с высокойконцентрациейазотаивыделениемнитридных фазРекомендуемые деталиконструкций и условияэксплуатации- детали, работающие вагрессивной среде вширокомдиапазонетемператур.-элементыстроительныхконструкций,работающих в жидкихсредах или в условияхагрессивнойатмосферной среды- закладные детали- детали, работающие внеагрессивной средеили слабоагрессивнойсреде в широкомдиапазоне температур идавлений;- детали, работающие вусловиях атмосфернойкоррозии иповышенного износа- детали с особымитребованиями посохранению геометрии(заклепочныесоединения, крепежныедетали, болты, шайбы)5.3.3 Примеры возможного применения комбинированных ХТО дляконкретных изделийВстроительствеширокоиспользуютсязакладныедетали,которыезакладываются в конструкции до бетонирования для соединения элементов.193Закладные детали включают металлические пластины, арматуру (стали А240,А300, А400, А500С, А600 и др.), анкерные стержни, швеллеры, полосу, уголки(рис.

5.18). Они служат для соединения сборных элементов при монтажеконструкций. Монтажные петли и стальные закладные детали изготовляют изсортовой прокатной стали ВСтЗкп2; ВСтЗпсб; ВСтЗГпсб; ВСтЗспб.Толщина стальных элементов закладных деталей и связей (лист, полоса,профиль) составляет не менее 6 мм, а арматурных стержней не менее 12 мм,размер пластин 150-300мм.Необходимость защиты стальных закладных деталей и соединительныхэлементов, а также выбор методов защиты от коррозии определяются условиямивоздействия окружающей среды, в которой функционируют элементы связей впроцессеэксплуатациижелезобетонныхконструкций.Закладныедеталитрадиционно подвергаются грунтовке и нанесению антикоррозийного покрытия(цинкование, порошковая или иная покраска).

Минимальные толщины покрытий,наносимых гальваническим методом, методами горячего, холодного цинкования игазотермического напыления должны быть не менее 30 мкм, 50 мкм, 60 мкм, 100мкм соответственно.Строительные нормы и действующая технологическая инструкция по защитеот коррозии стальных закладных деталей, соединительных элементов и гибкихсвязейжелезобетонныхконструкцийпредусматриваетнанесениецинкнаполненных композиций ЦИНОЛ и ЦИНОТАН. Учитывая особенностиэксплуатации и требования по коррозионной стойкости закладных деталей,разработанный процесс азотирования нанесенных ЦНП может способствоватьдополнительнойзащитеметаллоконструкций.откоррозииипродлениюсрокаслужбы194Рисунок 5.18 – Примеры закладных деталей.Основное качество металлоконструкций при возведении мостов, каркасовзданий, это – надежность.

Так, крепежные детали металлоконструкций, т.е. деталидля неподвижного соединения различных материалов и конструкций, болтовыесоединения (болты, гайки, шайбы) придают металлоконструкциям высокуюстепень устойчивости и надежности за счет возникновения силы трения междусоединяемыми деталями. Для этих целей в строительстве часто используютсявысокопрочные болты класса 8.8 и 10.9, из стали 40Х и некоторых других марок,сопротивлением не ниже 800 МПа и прошедших специальную термическуюобработку.

Характеристики

Список файлов диссертации