Диссертация (1173091), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Выбор соединений и метода их крепления зависит от характеристиксамих деталей и условий их эксплуатации.Традиционно для защиты от коррозии резьбовых изделий используетсягальваническое нанесение цинковых покрытий на поверхность деталей илиобработка способом горячего цинкования, а толщина покрытий выбирается взависимости от условий эксплуатации изделий. Для альтернативного способазащитынамибылопредложенообработки болтов ДМЦ+азотирование.использоватькомбинированныйспособ195Обработанныеизделиябылииспользованыприизготовленииметаллического неразрезного пролетного строения путепровода на пересеченииавтомобильной дороги Москва-Дмитров-Дубна с ЦКАД.
Анализ полученныхрезультатов натурных испытаний показал, что ресурс работы болтов М20-6(ГОСТ 22353-77*) при доминирующем воздействии ударных и фрикционныхнагрузокувеличилсяпосравнениюсресурсомболтовыхсоединений,изготовленных по базовой технологии предприятия, основанной на способегорячего оцинкования.Выводы по пятой главе1. Анализпассивационныхкривыхпоказывает,чтонанесениецинкнаполненных покрытий повышает коррозионную стойкость исследуемыхсталей: в наибольшей степени в солевой среде и в несколько меньшей степени вкислотной среде.
Образцы всех сталей с цинкнаполненными покрытиямипоказали высокую стойкость к коррозии в растворе NаCl в большом диапазонезначений потенциалов.2. Закономерно ниже стойкость цинкнаполненных покрытий в растворесерной кислоты, чем в солевых растворах. При этом коррозионная стойкость всерной кислоте у образцов с цинкнаполненным покрытием выше, чем у образцовбез покрытия.3. Экспериментальнымиисследованиямиустановленоповышениекоррозионной стойкости покрытий ЦНП+азотирование в различных средах:солевом растворе NaCl, кислотной среде (р-р H2SO4), имитате морской воды исоляном тумане. Отрицательный потенциал свободной коррозии (по модулю) в кислотной средеувеличивается в 1,6-2,2 раза по сравнению со сталью без покрытия и до 1,7 разпо сравнению с покрытием ЦИНОТАН. Максимальная плотность тока коррозии снижается в 19-24 раза по сравнениюсо сталью без покрытия и в 5-7 раз по сравнению с покрытием ЦИНОТАН.196 Скорость равномерной коррозии в солевой среде снижается от 3 до 15 раз посравнению со сталью без покрытия. Повышение процентного содержания цинка в исходной композиции с 65 до85% в 2 раза снижает скорость равномерной коррозии в солевом растворе.4.
Азотированиедополнительноповышаеткоррозионнуюстойкостьцинкнаполненных покрытий: несколько увеличивается отрицательный потенциалсвободной коррозии и существенно (от 2,5 до 8 раз) снижается плотностькоррозионного тока.5. Стойкость образцов с ЦНП, обработанными в аммиаке, зависит отконцентрации в них цинка: чем больше содержание цинка в поверхностном слоепокрытия, тем медленнее протекают коррозионные процессы.6. Процесс ДМЦ и процесс классического азотирования уступают попоказателямкоррозионнойстойкостикомбинированномупроцессуЦНП+азотирование, который демонстрирует высокие показатели коррозионнойстойкости.7. Адгезионные испытания показали, что прочность сцепления покрытия сподложкой оказалась примерно одинакова для процессов ЦНП+азотирование иДМЦ+азотирование.
Азотирование ЦНП увеличивает адгезионную прочностьпокрытий до уровня адгезионной прочности диффузионно-металлизированныхцинковых слоев.8. Трибологические испытания свидетельствуют о том, что свойства ДМЦслоев зависят от химического состава стали-подложки, тогда как свойства ЦНПопределяются, в наибольшей степени, характеристиками исходного покрытия(типом пленкообразователя и количеством цинка в исходной композиции).Азотирование ЦНП существенно увеличивает износостойкость покрытия: болеечем в 5 раз снижается объемный показатель износа.197ЗАКЛЮЧЕНИЕ1. Разработаны комбинированные способы химико-термической обработкисталей,включающиенасыщениецинкомиазотом:диффузионнаяметаллизация цинком, совмещенная с азотированием (ДМЦ+азотирование) иазотирование предварительно сформированных цинкнаполненных покрытий(ЦНП+ азотирование).2.
Экспериментально подтверждена теоретическая гипотеза о протеканиидиффузии цинка и азота в железо, которая происходит как при процессаходновременного диффузионного насыщения этими элементами, так и приазотировании цинкнаполненного покрытия. Показаны различия механизмовдиффузии при этих процессах: при азотировании ЦНП происходит диффузияцинка из покрытия и азота из газовой фазы через покрытие, а также встречнаядиффузия железа из основы в цинковое покрытие, что ведет к образованиюзоны интерметаллидов на границе покрытия с подложкой.3.
Экспериментально установлено образование упрочненных модифицированныхслоев в углеродистых и низколегированных сталях. Слои, получаемые врезультате процессов ДМЦ+азотирование и ЦНП+азотирование, имеютоднотипное строение: цинковый слой (покрытие) с образованием оксида цинкаZnO на поверхности и выделением интерметаллидов и диффузионная зона:«цинк-азотистая» на основе твердого раствора цинка и азота в железе и«азотистая» на основе твердого раствора азота в железе на большей глубине,чему соответствуют характерные профили микротвердости.
Особенностистроения модифицированного слоя после процесса ЦНП+азотирование посравнению с процессом ДМЦ+ азотирование заключаются в большей толщинеоксидного слоя ZnO, большей толщине зоны интерметаллидной δ-фазы впокрытии и в меньшей толщине диффузионной зоны.4. Экспериментально установлены зависимости строения модифицированногослоя после процесса ДМЦ+азотирование от температуры и продолжительностинасыщения, а также от типа стали.
Наиболее качественные диффузионные198слои с плавным градиентом микротвердости наблюдаются при температурепроцесса 6000С; этот режим ХТО обеспечивает повышение коррозионнойстойкости стали. Защитные свойства слоев после процесса ДМЦ+азотированиезависят от обрабатываемой стали: процесс в наибольшей степени эффективендля повышения коррозионной стойкости низколегированной стали.5.
Наибольшийэффектповышениякоррозионнойстойкостикакнизколегированных, так и углеродистых сталей достигается в результатепроцессаЦНП+азотирование.Азотированиедополнительноповышаеткоррозионную стойкость цинкнаполненных покрытий в солевом раствореNaCl, кислотной среде (р-р H2SO4), имитате морской воды и соляном тумане.Образование интерметаллидных соединений Zn с Fe (в особенности δ-фазы) иналичие защитного слоя ZnO с пассивирующими свойствами способствуетстойкости к коррозии в атмосферных условиях.6.
Показано, что коррозионная стойкость азотированных ЦНП зависит отпараметровисходногопокрытия:концентрациицинкавнаносимойкомпозиции, типа связующего, который определяет пористость покрытия, еготолщины, и не зависит от типа стали-подложки. После проведения процессаЦНП+азотирование c нанесением покрытия с 85% Zn в исходной композицииплотность тока коррозии в стали 09Г2С снижается почти в 25 раз иоказывается более чем в 6 раз меньше по сравнению с показателем дляпромышленного покрытия ЦИНОТАН.7.
Вследствие протекания диффузионных процессов в результате азотированияобеспечивается адгезия цинкнаполненных покрытий к стали на уровне адгезиидиффузионных цинковых слоев: прочность сцепления между покрытием истальной подложкой увеличивается в 1,5 раза по сравнению с адгезионнойпрочностью неазотированного ЦНП.8. Комбинированные процессы ХТО, включающие насыщение цинком и азотом,повышают износостойкость сталей.
Наибольшая износостойкость достигаетсяв результате процесса ДМЦ+азотирование, чему способствует упрочнениевследствие образования интерметаллидных фаз и высокой концентрации азота199в слое. Процесс обеспечивает низкий коэффициент трения на стадииустановившегося износа, благодаря постепенному изменению структуры слояпо толщине. Азотирование повышает износостойкость ЦНП более чем в 5 рази обеспечивает плавный градиент кинетических кривых коэффициента трения,что благоприятно для приработки в процессе изнашивания.9. Выработаны рекомендации по использованию комбинированных способовХТО для повышения эксплуатационных свойств стальных деталей машин иконструкцийдиффузионнойнаиболеевзависимостиметаллизацииперспективендляотусловийцинком,изделийихэксплуатации.совмещенныйизсПроцессазотированием,низколегированныхсталей,работающих в условиях атмосферной коррозии и повышенного износа.10.Для изделий с высокими требованиями по коррозионной стойкости в солевыхи слабокислотных средах можно рекомендовать процесс ЦНП+азотированиекак альтернативу диффузионной металлизации.
Повышению эффективностикатодной защиты азотированных ЦНП способствуют выбор силикатногосвязующего в исходной композиции и увеличение концентрации в нем цинка.Преимуществом способа является возможность придания антикоррозионныхсвойств стали независимо от ее химического состава.200СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Ангал, Р. Коррозия и защита от коррозии: пер с англ. / Р.
Ангал. –Долгопрудный: Интеллект, 2013. – 344с.2. Защита от коррозии металлических и железобетонных мостовых конструкцийметодом окрашивания / И.Г. Овчинников, А.И. Ликверман, О.Н. Распоров, Е.С.Иванов, В.М. Мезенов, И.И. Овчинников. – Саратов: Изд-во «Кубик», 2014. – 504 с.3. Семенова, И.В. Коррозия и защита от коррозии / И.В. Семенова, Г.М.Флорианович, А.В. Хорошилов. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002 – 336с.4. Фомин, Г.С. Коррозия и защита от коррозии. Энциклопедия международныхстандартов / Г.С. Фомин.
– М.: ИПК Издательство стандартов, 1994. – 443 с.5. Овчинникова, Т.С. Коррозия и антикоррозионная защита железобетонныхмостовых конструкций / Т.С. Овчинникова, А.Н. Маринин, И.Г. Овчинников //Интернет-журнал Науковедение. – 2014. – № 5 (24). – С. 11.6. Диагностика мостовых сооружений / И.Г. Овчинников, В.И.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
