Modeling the process of complete coatings using composite basic environments
Journal Title: Математичне моделювання - Year 2018, Vol 1, Issue 2
Abstract
МОДЕЛЮВАНННЯ ПРОЦЕСУ ОТРИМАННЯ КОМПЛЕКСНИХ ПОКРИТТІВ З ВИКОРИСТАННЯМ КОМПОЗИЦІЙНИХ НАСИЧУЮЧИХ СЕРЕДОВИЩ Середа Б.П, Кругляк І.В., Кругляк Д.О., Адамчук С.І., Середа Д.Б. Реферат Метою цієї роботи є створення дифузійних покриттів з композиційних порошків на основі хрому і тугоплавких металів з високою насичуючою здатністю, отриманих за нестаціонарних температурних умов. Серед методів поверхневого зміцнення широке застосування знаходять хромовані покриття, отримані різними способами. Хромовані покриття на сталях і сплавах дозволяють значно підвищити корозійну стійкість, жаростійкість, твердість і зносостійкість, отримати і необхідні їх поєднання. Проте усі відомі порошкові методи енергоємні та тривалі. В зв'язку з цим розробка нових композиційних середовищ, що насичують, є актуальною розробкою нових технологій, що дозволяють регулювати склад і структуру покриттів, забезпечувати необхідні експлуатаційні характеристики при мінімальному часі їх формування При розробці складів насичуючих порошкових композиційних середовищ, що забезпечують високу корозійну стійкість, використали методи математичного планування експерименту. Вибір оптимального складу композиційних середовищ, що насичують, за нестаціонарних температурних умов проводили на підставі результатів досліджень теплової кінетики процесу та фізико-механічних властивостей захисних покриттів (в якості функцій відгуку обрана корозійна стійкість покриттів). Параметри оптимізації: Y1 — показники корозійної стійкості, τдосл.— 25 г, для системи АI – Сr – Si. З метою визначення складів порошкових СВС-сумішей, які використовували в режимі горіння, що забезпечують отримання оптимальних фізико-механічних властивостей,: зносостійкість, корозійна стійкість, жаростійкість, з використанням отриманих регресійних рівнянь, будували тривимірні графічні залежності: «вміст елементів – властивості». З цього виходить, що значення корозійної стійкості і жаростійкості тим вище, чим більше кількості хромистої складової, вольфраму, титану. Найкраще поєднання експлуатаційних характеристик захисних покриттів, отримані в сумішах, що містять % мас.: 85,0 ХС; 7,0—10,0 Si; 3,0 В; 7,0 Тi; 6,0 W; 5,0 Al. Термодинамічна модель процесу зводиться до наступного: початкова суміш складається з М речовин, l хімічних елементів, що містять. При фіксованих значеннях об'єму і температури з цих елементів в результаті хімічних реакцій можуть утворитися mk речовин, присутніх в k = 0,1,…q різних фазах. Набір речовин включає l атомарних і (m – l) молекулярних компонентів, реакції яких представлені у формі рівнянь дисоціації. Математичне формулювання завдання зводиться до мінімізації термодинамічного потенціалу. Дослідження показують, що в діапазоні температур 800—1300 К основними з'єднаннями в газовій фазі є йодиди CI4, Al2I6, AlI3, AlI2, AlI, SiI4, SiI3, SiI2, SiI, CrI2, CrI, CrI3 (переважають йодиди Ti і Al), а також йод в атомарному і молекулярному виді. В результаті моделювання встановлено, що покриття, які отриманні при нестаціонарних температурних умов складаються з дифузійної зони. . Встановлено, що на поверхні сталей формується силіцид (Fe,Al)5Si3, під яким розташований α — твердий розчин титану, хрому і кремнію в залозі, стовпчастої будови. На сталях 45 і У8А на поверхні спостерігається карбід Cr23С6 і Cr7С3. . Проведені випробування покриттів на корозійну стійкість показали підвищення цього показника в 1,5—1,7 разу в порівнянні з дифузійними покриттями, отриманими в ізотермічних умовах. Література 1. Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Справочник / под ред. Ляховича Л.С. – М.: Металлургия. – 1981. – 424 с. 2. Ворошнин Л.Г. Антикоррозионные диффузионные покрытия – Минск: Наука и техника, 1981 – 296 с. 3. Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов. Учебное пособие для вузов. – М.: Металлургия, 1985. – 256 с. 4. Середа Б.П. Поверхневе зміцнення матеріалів: Монографія / Середа Б.П., Калініна Н.Є., Кругляк І.В. – Запоріжжя: РВВ ЗДІА, – 2004. – 230 с. 5. Середа Б.П. Металознавство та термічна обробка чорних та кольорових металів. Підручник. – Запоріжжя: Вид-во ЗДІА, 2008. – 302 с. 6. Филоненко Б.А. Комплексные диффузионные покрытия. М.: Машиностроение. 1981 – 137 с. 7. Кухарева Н.Г., Галынская Н.А. Петрович С.Н. Диффузионные покрытия, полученные из композиционных борирующих сред. Наука и техника. – 2013. – Випуск 5 . – С. 21–26. 8. Коган Я.Д., Середа Б.П., Штессель Э.А. Высокоинтенсивный способ получения покрытий в условиях СВС / Металловедение и термическая обработка металлов, 1991, № 6. – с. 39–40 9. Sereda B. Aluminized Multifunctional Coating on Steel in SHS Condition. / Sereda D., Sereda B. // Material science and technology. Pittsburgh. Pennsylvania, USA 2014. – P. 482–486. 10. Sereda B. Advanced Chromoaluminizing Coatings for Wear and Heatresistance on Composite Materials under SHS. / Sereda D., Sereda B. // Material science and technology. Columbus, OH, USA, 2015. – P. 229–232. 11. Sereda B., Sereda D. Development of Protective Coatings Formulations Based on Boron for Units Operating at High Temperatures in Metallurgy. Material science and technology 2016. Conference and Exhibition. Salt Lake City, Utah USA 2012-1550 p. – P. 931–934. 12. Sereda B. Development of Protective Coatings Formulations Based on Boron for Units Operating at High Temperatures in Metallurgy / Sereda D., Sereda B. // Material science and technology- 2016. Salt Lake City, Utah USA 2016. – P. 931–934. 13. Середа Б.П., Палехова И.В., Белоконь Ю.А., Середа Д.Б. Получение интерметаллидных соединений и покрытий при нестационарных температурных условиях. Новые материалы и технологии в металлургии и машиностроении: Научный журнал № 2, 2014. ЗНТУ, Запорожье, С. 67–71. 14. Похмурский, В.И. Повышение долговечности деталей машин с помощью диффузионных покрытий [Текст] / В.И. Похмурский, В.Б. Далисов, В.М. Голубец. – Киев: Наукова думка, 1980. – 187 с. 15. Дубинин, Г.Н. Диффузионное хромирование сплавов [Текст] / Г.Н. Дубинин. – М.: Машиностроение, 1964. – 451 с. 16. Sereda B. Production of highly effective SHS coatings operating in oxidizing and corrosive environments / Sereda B., Sereda D., Kryglyak I. // Material science and technology – 2017. Pittsburgh. Pennsylvania USA. 2017. – P. 424–429.
Authors and Affiliations
B. P. Sereda, I. V. Kruglyak, D. O. Kruglyak, S. I. Adamchuk, D. B. Sereda
Keywords
Related Articles
- EP ID EP444796
- DOI 10.31319/2519-8106.2(39)2018.154247
- Views 91
- Downloads 0
Двовимірна спектральна задача з конвективною складовою для двошарової прямокутної області
TWO-DIMENSIONAL SPECTRAL PROBLEM WITH A CONVECTIVE COMPONENT FOR A TWO-LAYER RECTANGULAR AREA Pyshnograev Y.N., Shtanko A.I. Abstract Among the analytical methods used in solving problems of diffusion type, the method...
МОДЕЛЮВАННЯ КОНВЕКТИВНОЇ ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ ДВОШАРОВОГО СЕРЕДОВИЩА ПРИ НЕОДНОРІДНИХ ГРАНИЧНИХ УМОВАХ
PROBLEM OF CONVECTIVE HEAT CONDUCTIVITY OF A DOUBLE ENVIRONMENT UNDER HEAVY BORDER CONDITIONS Pyshnograev Y.N., Shtanko A.I. Abstract In this paper, we consider the special cases of the application of the method of fini...
Оптимізація процесів механоактивації за допомогою аналізу кривих розподілу частинок порошку за їх розмірами
OPTIMIZATION OF MECHANOACTIVATION PROCESSES BY ANALYSIS OF THE CURVES OF DISTRIBUTION FOR POWDER PARTICLES BY THEIR SIZES Brekharya G.P., Bondar N.P. Abstract Authors of article a study was conducted on predicting the...
Моделирование выпуска расплава из конвертера с применением метода диаграмм связей
MODELING MELT OUTPUT FROM THE CONVERTER USING BOND DIAGRAM METHOD Pohvality A.A., Sigarev E.N., Kulik A.D., Poletaev V.P. Abstract A technique for obtaining analytical models using link diagrams is proposed. The code ch...
Відображення нелінійних функціональних залежностей та їх моделювання за допомогою ЦАП АСК ТП
In this work we explored digital-analog converters (DAC) for converting signals, which are the effective devices of increasing the accuracy of the count. We also demonstrate the use of approximation of piecewise linear t...