Дифузійна металізація 3

Дифузійна металізація - це процес поверхневого насичення стали металами. Насичення алюмінієм називається алітуванням, хромом - хромування, кремнієм - Силіціювання, титаном - Тітанірованіє і т.д.

Для багатьох деталей теплоенергетичного устаткування потрібні жаростійкі покриття. Їх поверхня повинна чинити опір дії робочої або навколишнього середовища. Традиційним способом отримання таких покриттів є дифузійна металізація.

При насиченні стали металами з низькою температурою плавлення (алюміній, цинк) частіше застосовують їх розплави. Для більш тугоплавких металів (кремній, ванадій) використовують контакт стали з їх порошковими феросплавами або летючими хлоридами металів (AlCl3. CrCl2. SiCl4 і ін.)

Алітування зазвичай проводять відпалом в порошкоподібних сумішах або методом напилення з наступним дифузійним відпалом при 900 ... 1100 ° С.

В результаті окислення алюмінію після алітірованія на поверхні стали утворюється плівка Al2 O3. Вона оберігає сталь від окислення. Сталь набуває підвищену корозійну стійкість. Товщина алітірованного шару становить 0,2 ... 1,0 мм. Алітуванню піддають деталі, які тривалий час працюють при високих температурах.

Хромування автомобільних виробів, як правило, проводять в порошкоподібних сумішах (наприклад, в сумішах, що містять 50% ферохрому, 49% оксиду алюмінію і 1% хлористого амонію). При температурі 1000 ... 1050 ° С хром випаровується з ферохрому і дифундує в сталь. Останнім часом використовують глибоке хромування. Воно здійснюється при високих температурах (1400 ... 1450 ° С) на глибину від 2 до 8 мм. Хромування застосовують для деталей, що працюють на знос в агресивних середовищах (деталі паросилова апаратури).

Силіціювання проводять для підвищення стійкості виробів в морській воді і різних кислотах. Воно здійснюється в порошкоподібних сумішах, що складаються з 75% феросиліцію, 20% шамоту і 5% HCl, а також в газоподібному середовищі (SiCl4) при 950 ... 1000 ° С. Силіційованний шар являє собою твердий розчин кремнію в a-заліза. Силіціювання піддають деталі обладнання для хімічної та нафтопереробної промисловості.

Для отримання високої твердості і зносостійкості поверхні стали застосовують Тітанірованіє. Його проводять в порошкових сумішах (наприклад, 75% порошку низкоуглеродистого титану, 15% плавикого шпату, 4% фтористого натрію і 6% соляної кислоти). Процес Тітанірованіє йде при 800 ... 1000 ° С [4].

Розроблено також способи многокомпонентного насичення поверхні стали декількома металами і металоїдами.

Швидкість процесів дифузійної металізації різна в вуглецевих і легованих сталях. При цьому легуючі елементи можуть як прискорювати, так і сповільнювати процес дифузії.

Всі теми даного розділу:

МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО
Конспект лекцій Луганськ Видавництво ЮУрГУ УДК 620.22 (075.8) Г82 Схвалено

Загальна характеристика та структурні методи дослідження металів
Існують два різновиди твердих тіл, що відрізняються своїми властивостями, кристалічні і аморфні. Кристалічні тіла при нагріванні залишаються твердими до вп

Атомно-кристалічна структура металів
Метали мають ряд характерних властивостей: - високу теплопровідність і електропровідність; - термоелектронної емісією, тобто здатністю випускати електрони при нагріванні;

точкові дефекти
Розміри точкового дефекту близькі до міжатомній віддалі. До точкових дефектів відносяться вакансії і межузельние атоми. Вакансіями називають вузли кристалічної решітки, в яких отсу

лінійні дефекти
Основним видом лінійних ДКС є дислокації. Вони бувають крайові і гвинтові. Подумки надрежем ідеальний кристал і в щілину, що утворилася вставимо додаткову атомну по

поверхневі дефекти
До поверхневих ДКС відносяться: 1) межі зерен; 2) межі субзерен. Полікристал містить величезну кількість дрібних зерен. Межі зерен є перехідну область, в якій крис

будова сплавів
Сплави - матеріали, що містять не менше двох елементів. Сплави отримують в результаті сплаву, спікання, плазмового напилення, електролізу і т.п. Вони мають більш складну будову. У слава

хімічні сполуки
Хімічні сполуки, що зустрічаються в металевих сплавах, дуже різноманітні. Вони відрізняються від твердих розчинів наступними ознаками: 1) мають строго певний склад і хімічну формулу

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МЕТАЛІВ
Перехід металу з рідкого стану в тверде називається кристалізацією. При кристалізації система переходить до термодинамічно більш стійкого стану з меншою свобо

Пружна і пластична деформація
Деформацією називається зміна форми і розмірів тіла під дією зовнішніх сил. Розрізняють пружну і пластичну деформації. Пружною називають деформує

Механізм пластичної деформації
В монокристалах пластична деформація може здійснюватися двома способами: 1) ковзанням; 2) двійникуванням. Ковзання - це зсув однієї частини кристала щодо іншої. З

Вплив пластичної деформації на структуру і властивості металу
Пластична деформація викликає в металі структурні зміни трьох видів: 1) змінюються форма і розміри зерен. До деформації метал має равноосную структуру. В процесі деформації зёр

руйнування металів
Руйнування - це процес зародження і розвитку в металі тріщин, що приводить до поділу його на частини. Руйнування може бути крихким або в'язким. механізм зародження

Повернення і полігонізації
Деформований метал має підвищену енергією і тому термодинамічно нестійкий. В такому металі протікають дифузійні перетворення, що призводять його в більш стійкий стан. при комна

рекристалізація
Рекристалізацією називають зародження і зростання нових зерен з меншою кількістю дефектів кристалічної будови. В результаті рекристалізації замість деформованих зерен утворюються нові

Фактори, що впливають на розмір зерна рекрісталлізованного металу
Розмір зерна рекрісталлізованного металу істотно впливає на його властивості. Метали і сплави, що мають дрібне зерно, мають більшу міцність і в'язкістю. У ряді випадків необхідно, щоб метал

Холодна і гаряча деформації
Залежно від співвідношення температури, при якій відбувається деформація, і температури рекристалізації даного металу розрізняють холодну і гарячу деформації. Холод

Компоненти і фази в системі железо-вуглець
Сплави заліза широко поширені в промисловості. Основними з них є стали і чавуни. Це сплави заліза з вуглецем. Будова будь-яких сплавів відбивається діаграмою стану. щоб

вуглець
Вуглець - неметалеві елементи з атомним номером 6. Щільність вуглецю 2,5 г / см3. Температура плавлення

3500 ° С. Вуглець має дві модифікації: графіт і алмаз. Графіт має шарувату

цементит
Цементит - хімічна сполука заліза з вуглецем. Містить 6,67% С. Цементит має складну ромбічну грати. Температура плавлення цементиту точно не визначена через його розпаду при нагріванні

При повільному охолодженні
Діаграма стану показує, як вказувалося раніше, зміна рівноважного стану сплавів в залежності від температури і концентрації. Рівноважним є такий стан, при якому наблюд

Формування структури білих чавунів
Білими називають чавуни, в яких вуглець повністю знаходиться в хімічно зв'язаному стані, тобто у вигляді цементиту. Тому вони кристалізуються відповідно до діаграми стану Fe-

білі чавуни
Білими називають чавуни, в яких вуглець перебуває у зв'язаному стані у вигляді цементиту. Цементит надає зламу чавуну специфічний світлий блиск. Тому чавун називають білим. фазові

сірі чавуни
У сірих чавунах вуглець повністю або більшою частиною знаходиться в хімічно вільному стані, тобто у вигляді графіту. Графіт в сірому чавуні має форму пластинок або розеток (рис.6.1, а).

високоміцні чавуни
Високоміцними називають чавуни, в яких графіт має кулясту форму (рис. 6.1, б). Куляста форма графіту не є активним концентратором напружень і тому менше ослаб

ковкі чавуни
Ковкими називають чавуни, в яких графіт має пластівчасту форму (рис. 6.1, в). Ковкий чавун отримують з білого чавуну в результаті тривалого нагрівання при високих температ

Домішки в сталях
Промислові стали, крім основних елементів (заліза і вуглецю), завжди містять і інші елементи. Ці елементи можна розділити на 4 групи: 1) постійні домішки - Mn (до 0,8%), Si (до 0,4

Вплив вуглецю на властивості стали
Вуглець справляє визначальний вплив на властивості стали. Після повільного охолодження структура сталі складається з двох фаз: фериту і цементиту. Ферит - м'який і пластичний, а цементит - т

Вплив постійних домішок на властивості стали
Постійними домішками в стали є марганець, кремній, сірка і фосфор. Марганець є корисною домішкою. Він вводиться в сталь для розкислення. Розкислення - це процес видалити

Вплив легуючих елементів на критичні точки заліза
Легуючі елементи вводяться в сталь для отримання необхідної структури і властивостей. Більшість їх утворюють з залізом тверді розчини заміщення. Вони впливають на стан точок А3 (911 ° С

маркування сталей
Вуглецеві конструкційні сталі ділять на сталі звичайної якості і якісні. Вуглецеві сталі звичайної якості маркують: Ст 0, Ст 1, Ст 2, Ст 3, Ст 4,

Корозійно-стійкі та жаростійкі сталі і сплави
Корозія - це руйнування металу під дією навколишнього середовища. При корозії метали покриваються іржею. Корозія погіршує механічні властивості металу. Розрізняють хімічну та

Жароміцні сталі і сплави
Жароміцними називають такі стали і сплави, які можуть певний час працювати під навантаженням при високих температурах і при цьому мати жаростойкостью. У теплоенергетиці жа

Термічна обробка сталей
Термічна обробка полягає в нагріванні стали до певної температури, витримці при цій температурі і подальшого охолодження до кімнатної температури або нижче з определенн

відпал стали
Отжигом називають вид термічної обробки, при якій нерівноважна структура стали, виникла в результаті лиття, кування, прокатки, зварювання і т.п. перетворюється в структуру близьку до рівних

нормалізація стали
Нормалізація є приватним видом відпалу II роду. При нормалізації сталь нагрівають на 50 ... 70 ° С вище точки АС3, витримують при цій температурі для прогріву садки і завершення ф

загартування сталі
Мета гарту - підвищення твердості і міцності стали. Вона полягає в нагріванні до температури вище критичних точок, витримці при цій температурі і швидкого охолодження. Таким охолодженням запобігання утворення

відпустка стали
Відпустка стали є заключною технологічною операцією, що визначає її кінцеві властивості. Відпустка пом'якшує дію гарту, зменшує або знімає залишкові напруги, підвищує в'язкість і

ХІМІКО-термічна обробка сталі
Хіміко-термічною обробкою називають технологічні процеси, при яких відбувається дифузійне насичення поверхневого шару деталей різними елементами. Метою хіміко-термічної обр

цементація стали
Цементацією (науглероживанием) називають такий вид хіміко-термічної обробки, при якому відбувається насичення поверхневого шару стали вуглецем при нагріванні в спеціальному середовищі - Карбюр

Азотування сталі
Азотування - це насичення поверхневого шару деталі азотом. В результаті цей шар набуває високу твердість, підвищену зносостійкість і опір деяким агресивних середовищ.

Нітроцементація і ціанування сталей
Нітроцементація і ціанування - насичення поверхневого шару виробів одночасно вуглецем і азотом. Якщо воно проводиться в рідких ціаністих солях, що процес називають ціанірова

властивості вогнетривів
При спорудженні різних нагрівальних пристроїв застосовують вогнетривкі матеріали, які повинні захищати конструкцію від тривалого впливу високих температ

вогнетривкі вироби
Кремнеземисті вогнетриви До кремнеземистим вогнетривами відносяться динасові (SiO2 ≥ 93%) і кварцові (SiO2> 85%). З

Вогнетривкі бетони, торкрет-маси, мертели
Вогнетривкі бетонні маси (бетони), складаються з вогнетривкого заповнювача, в'яжучого речовини, добавок і пір, затвердевающих при нормальній або підвищеній ті

Властивості теплоізоляційних матеріалів
Теплоізоляційні матеріали служать для зменшення тепловтрат в навколишнє середовище в різних теплотехнічних пристроях. Ці матеріали повинні мати малу теплопровідність

Природні теплоізоляційні матеріали
Діатоміти і трепели - пористі осадові гірські породи, що складаються в основному з аморфного кремнезему (SiO2). В діятимуть міститься 90 ... 95% SiO2, балаканині

Штучні теплоізоляційні матеріали
До штучним теплоізоляційних матеріалів відносяться пористі легковагі вогнетриви і різні волокнисті матеріали. Для середньо- і високотемпературних вогнетехнічних установок