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 75
- Downloads 0
Физико-химическое моделирование получения в условиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза износостойких покрытий
PHYSICO-CHEMICAL MODELING OF PRODUCTION UNDER CONDITIONS SELF-PROPAGATING HIGH-TEMPERATURE SYNTHESIS WEAR-RESISTANT COATINGS Beigyl O.A., Sereda D.B. Abstract There are many methods for hardening the surface of steels,...
Моделювання середньозваженої крупності твердого в завантаженні кульового млина рудою і пісками класифікатора
MODELING OF THE MEDIUM-WEIGHTED FINENESS SOLID IN THE LOADING OF THE BALL MILL OF THE ORE AND THE SAND OF THE CLASSIFIER Matsui A.N., Kondratets V.A. Abstract One of the key issues to improve the efficiency of ore prep...
МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРОЦЕСУ МИЙКИ ШЛІФУВАЛЬНОГО ШЛАМУ
TTHE MATHEMATICAL MODEL OF THE CLEANING OF GRINDING SLUDGE PROCESS Vernyhora V.D. Abstract Continuing pollution of the natural environment with solid, liquid and gaseous wastes of production and consumption, causing env...
РОЗРАХУНОК РОЗПОДІЛУ ГУСТИНИ МІЖАТОМНОГО ПОТЕНЦІАЛУ У СТРУКТУРНІЙ ОДИНИЦІ РЕЧОВИНИ
THE CALCULATION OF INTERATOMIC POTENTIAL DENSITY DISTRIBUTION IN THE STRUCTURAL UNITS OF MATTER Evfimko K.D., Mochalov A.A., Shapoval N.А., Koval S.S. Abstract Introduction.Theoretical study of the physical properties o...
Об ускорении выполнения базовой немодульной операции в системе остаточных классов
The methods of acceleration of the implementation in the system of residual classes non-modular operation of determining the affiliation of the half of the range. The proposed methods use as a table definition of subtrac...