автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Научные и технологические основы химико-термической обработки сталей в условиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАДИ

АвтОМОБШ1 ЬНО - ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ т "Т (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ*

На правах рукописи

СЕРЕДА БОРИС ПЕТРОВИЧ.

НАУЧНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЕЙ '

В УСЛОВИЯХ ОШРАСПРОСТРАНЯПЦЕГОСЯ

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА

( Специальность 05.02.01 - Материаловедение в машиностроении)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1994

Работа высшюена в Мосхоаском Государстве? .:ом автомободьво-дорояном янстятутв( техяяческом укюерсггете)

Научны! консультант: доктор тахнячаскях наук, профессор

' КОПЯ Я.Д.

Офяцяахьныв ошгоквнты: доктор ««хагнюкшс ваук, профессор

Вороши Л.Г. доктор пшчвсш пук» профессор

КарвмагМ.Г. доктор твпячаекпс наук, с.н.о. Ламап А.Б.

Верная оргаявааккя: Двеадювокв» жюктродамй завод

Зацвтасостоятоя /Л,г£1/Ь7я узмт. вЦ^. часов ва ваоадакяк свецваишвяроваяногоСомта ВАК Росскв Д 053.30.03 оря Московском Гооуяяротвеявом автоио&и&г'няоропои яястштуте( технвческом укввероатете) ко адресу: 12582^ ГСП-47 косква, Деявнграхскяв проспект, дои 64, МАЛИ , ауд

С двсоертацяе! мокко оакакамктьок в ОДдкотаке внотятута. Отаквы проокм птжошатъ в дву~ »кммптрах заверенное печатью.

Справка по телефону: 155-01-59 Автореферат равоодав ^¿¿К 1994 г.

Учеян! секретарь спецяадвэвроваивого Совета, какявлят техшггвсккх ваук

Потапов М.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АШйЛМККП ШКХ?Л<?НН

Актуальность методов поверхностного упрочнения связана о тем, что около 90Í случаев выхода из строя деталей машин я инструмента при эксплуатация вызвано повреждением поверхности материалов в результате развитая процесосв изнашивания, коррозия и усталости. Применение разнообразных методов поверхностного упрочнения обеспечивает повышение долговечности изделия.

Наиболее широко в магиностроения среди методов поверхностного упрочнения используется хяиико-термическая обработка(ХТО), которая позволяет радикальным образов изменять $эзако-м<*ханя-ЧЧОКИ9 свойства поверхностного слоя. Однако вое нввчстные методу поверхностного упрочнения в стационарных изотермических условиях енергоемки я продолжительны. В атой связи являемся актуальной разработка новых технологий, аояволяшщх регулировать соо-тав и структуру покрытий, обеспечивать необходимое зкспдуатаци-ошше характеристики при минимальном времени их формирования. Тахякл технолэгиями являются способы получения защитных дяйу-аиошпл слоев та основе на основе самораспространяющегося высо-кетеипературяого синтаза(СВС). Открытие в 1967г. в России явления распространения фронта горения в смесях аороажов тугоплавких соединений, полакало качало применена» новых технологий в материаловедении на базе СВС-процессои. В зависимости от условий реализации СВС процесса можно получать диффузионные слои в режим* горения или теплового самовоспламенения, при времени процесса от десятка минут до 1-1,5 часов. За это время формируется слой от нескольких мяжрон до 2-5 мм.

Вопросы связанные с формированием даЗДуэиснных слос.в в условиях СВС, несмотря на их дольной научный и практический интерес, остаются пока недостаточно наученными. В настоящее врем» i<d разработаны научные основы ХТО в условиях СВС, нет данных

0 влиянии технологических факторов на структуру, фаьовый состав

1 физико-механичиские свойства диффузионных слоев. Все это сдерживает промышленное внедрение этого вода КТО. Внедрение же технологий СВС в промышленность не потребует разработки специального дорогостоящего оборудования. Нее операция возможно проводить на известном и широко применяемом в машиностроении термическом оборудовании.

Выб;анные направлашш работ г ходятся в соответствии с планом научно-исследовательских работ АН России по фундаментальным проблемам машиностроения.

Паль паботы

Основная , цель работы- редание крупной научной проблеш, иывпцей важное народнохозяйственное значение- создание научных к технологических основ ХТО обработки отелей в условиях СВС. Ори этом в данной работе решаются задачи комплексного кс гчьэо-вания СВО-продуктов путем создания ^фактически безотходного, экологически чистого цикла производства.

Для доотяхения цехи поотавлвны я ревены следухщяе

1.Разработать физико-химические модели получения двй&уэи-оншх слоев при различных режимах проведения СВС-процесса и критерии их оценки.

2.Установить тешюфяэические характеристики процесса и закономерности их взаимосвязи о основными параметрами ХТО.

3. Разработать составы порошковых СВС смесей, возводящих проводить ХТО по трем основополагающим схемам:

-при горении,

-при тепловом самовоспламенения, -при эвтектическом шг тлении.

4. Выявить закономерности влияния технологических условий СВС-процэсса при комплексном легировании на физико-моханическае овойства по лучаемого дайузионного слоя.

5. Разработать методику выбора оптимальных режимов я соо~ тавов СВС-смесей для получения диффузионных слоев с заданными свойствами.

Нагшая новизна

1. На основания теплофизячеохого и термодинамического анализов, а также теоретических исследований разработаны основные физнко-химичесгие модели формирова.шя диффузионных слоев в уо-ловиях СВС.

2. Выявлены особенности поведения СВС-смесей в различных тенлофизических условиях. Определены оптимальные значения чго-ла Ьио как в режима горения так г врекяме теплового самовоспламенения, в разработаны номограммы позволяющие определить тепло-физические условия СВО-процессов.

3.Установлено влияние легирующих элементов( В,2» ,3

¡U:,¿n, я др.) и редкоземельных метил-;Y Д.О), фазового состава и структура диффузионных ыг.эв на ;изя.;_"ко.<агическяо характеристики обработанных сталей.

4. ¡la основе предлож'-.ниых методов выбора диффузионных слоев созданы и экспериментально авроОированы составы порошковых СВС-смесей.

5.Разработаны теоретические осноьы создавая безотходных, экологически чистых технология формирования диффузионных 'слоев с ааданным.! свойствами.

Научная новизна разработок автора, извоженных в настоящей работе, подтверждается наличием полученных авторских свидетель::

ДЕЯЦТДЧМШ; ДЗВВРЩ

I. Разработаны безотходные экологически чистые ¥ехнололи получения диффузионных слоев в режимах горения, таплового самовоспламенения и эвтектического плавления.

2..Разработаны оптимальные составь порошковых смесей и диаграммы преимущественных режимов получения .шфйгзяонных слоев о различна Ивовым соотавом.

3.Практическая реализация разработанных процессов СТО показала следующие результаты : при сланном легировании получены износостойкие диффузионные слон на оонове карбидов и борядоз, что позволяет повысить износостойкость деталей в 1,8-2,5 pasa. Получены коррозионно- и жаростойкие сдои легированные редкове-ыалышми металлами, что позволяет их ьксплуатировать до 1000°С. Ризработшш композиционные слов трех тапов: дендритного, оото-»юго и комплексного, имевдие толщины о г 100 мкм.' до 2-5 мм., противостоящий ударным нагрузкам и работайте э условиях абразивного износа.

Разработанные технологические процессы получения диффузионных слоев были внедрены в 1992г. ва ГосудагаотвенноЯ научно-производственной фирме "Композит", на производственном объединении арматуростроения (г.Запорожье) с экономическим эффектом 1млн.770 тыс. £уб. Технологии получения диффузионных слое» в условиях СВС бшш опробованы на деталях выпускаемых Уральским автомобильным заводом( автомобиль Урал-375),Самарским моторостроительным производственным объединением.

Работа была отмечена третьей премией ка Всесоюзном конкурсе металловедов на приз им. Д.КЛаркова в 1990 г. 4

Но иатеркалау диссертации сделаны доклады на слодупдах Всесоюзных и Российских научно-технических конференциях:"Прогрессивные технологические процессы термической и хямико-тврличэской обработки деталей машин и инструыента"г.Ижевск 1Э87г., "Диффузионное насыщен..е и защитные покрытия" г.Всрошиловград 1588г., '"Повышение надежности и долговечности материалов g г,еталей маши;; на основе новых методов термической и химико-термической,обр^-йотки" г.Хмельницкий1988г.."Прогрессивные методы получения конструкционных материалов и покрытий, повышающих долговечность деталей машин* г.Волгоград 1990г.» "визйкап механика пластических деформаций и порошковых материалов" г.Луганск 1991г.,"Новые материалы я ресурсосберегающие технологии термической г химико-термической обработки в машиностроении и металлургия" г.Волгоград 1991г.,"Неметаллические вмпоченая и газн в лктой-ных сплавах" г.Запорожье 1991г.,"Теория и практика СВС-прстшо-сов" ^Черноголовка 1988г.,г.Алма-Ата 1991г.,"Яожаровзрыэобс-зопасность производственных процессов в металлургии" г."оск-еа 1991г., "Ыагериалы и упрочняющая технологая" ¿.\ Курск 1991г., "1-е собрание металловедов Россия" г.Пенза 1993г. В 1991г. автор выступал о докладом на 7-м Международном конгрессе по новым материалам а технологиям проводимым Кацяональкш институтом инженеров Францни(£«Бельфорт,г.11аряк) Пот теме диссертация опубликовано 40 работ н получоно 4 авторских свидетельства. ЗЗЙЬМ-ШЙШ

Диссертация состоит из введэшя, одиннадцати глав, выводов, списка цитированной литература и приложений. Диссертация содержит 2.2Ь отр&шц машинописного текста, 3? таблиц и •(?■( рис.

Во ввезокии , дчно обоснование актуальности темы исследования, определена цель работ.» я задачи исследования.

Первая главд. Материалы, оборудование я методики проведения экспериментов.

Исследования в диссертационной работо выполнены на образцах технически чиотого лилоза ^углероднотых стилях ¿0,45 я УОД. Выбор материалов опродолндач их невысокой стоимостью и возможностью негодования влияния углорода на формирование диффузионных слоев. Ль; получ :ия реакционных СВС-емосиЙ применяли

порошки как чистых металлов так и их окислов. Нанесение защити олиев осуществляли на опытно-промышленной установке разра-• ) . п анно ti совместно со специалистами Института структурной мак-рикинот"ки АН России, включающей следупдие функциональные сао-теми: реакционное оборудование, систем газообеспечения и сио-тому контро-л, и регулирования технологических параметров. Метало графический анализ выполнялся на микроскопах"" Meoрbot -iíi", "Neophot -39". Рентгеноструктурный ¿зализ осуществлялся на установках "ДРОН-2" и ДР0№-3", работающих совместно с вичволитольным комплексом по программе "Арфа". Михрореитгено спектральный"анализ диффузионных слоев осущестишли на рентгеновском микроанализаторе Jeot-733" Super-pr-obc ». распределение основных олемантов по толщине слоя осуществляли на ochobi колнчесявонного анализа для случая, когда электронный зонд сканировался доль ленив перпендикулярной слов. Элементный состав отдельных фаз обнаруживался о помощью растровых изображений различных участков образца в режиме "Сотро". Наличие или отсутствие элементов в различных фазах определялся о помощью pao-трчшх изображений в характеристическом излучении. Количественный химический анализ производился о помощью программы"М НАРИ*1 из стандартного математического обеспечения првбора. Ылкродю-рзмитрачвокий анализ проводили на приборе ШГГ-3. Для определении полячинч остаточных напряжений я характера ях распределен» по слою шшользовали метод Н.Н.Даввдеикова, основанный на измерении прогиба призматического образца по мере стравливания поверхностного слоя. Исследования хрупкооти проводили на при-. tíopo UMT-3. Определяли суммарный балл хрупкости Еаоои показа-, толь хрупкости ^ . Износостойкость защитных слоев в условиях граничного ¿рения сколы эния ировод#ди на ыашгае трения СЫГ-1/ а такие на вооьмипознцяонпой машине трения МТ-5. Сравнительные окопреоо-испытания грушш А проводили о ионользо анием аЗра-зишшх материалов. В маслянную ванну мащины трения,для создания вфаэивно-маслянной прослойки,добавляли абразивный материал, приготовленный из кварцевого песка, при его концентрацпи(3*0,Е % по массе. Жаростойкость определяли по стандартной методике при температурах ионнташлй от G0Ü до 1100°С. Коррозионные исо-ледовакая проводит в децинормалышх раотворах NaCH ,

HtSO^ .Кинотику электрохимических процессов исследовали на Г>

'потоицяостатв 0-5827 ХишчеокиЗ анализ конечного продукта проводили по методакам-применр.смшл.в ИСМ АН Россия.

Вторая глава. Моделирование процесса и основное закономерное;« формирования диффузионных слоев в условиях СБС.

Самораспространяющийся высокотемпературный синтаз(СВС) представляет собой сильноэкзотермечеёкое взаимодействие химических элементов в конденсированной фазе, способное к самопроизвольному распространению в виде волан горения. Сущность СВС процесса сводится х следу одеыу. В систему, состоящей из сыэсз порошков химических элементов, локально инициируется экзотермическая реакция синтеза. Выделившееся в результате реакции тепло, благодаря теплопередаче нагревает сс/оедние "холодине" слон вещества, возбуждая ь них реакцию и приводит в возникно-ценша самораспространяющегося процесса. В таком процессе химическая реакция протекает в узкой зоне, самопроизвольно перемещаясь по веществу с определенной линейной скорость», а высокая температура необходимая для быстрого протекания реакции создается в результате освобождения химической анергия, запасенной в исходной системе. На основании теплофизичегкого и термодинамического анализа реакций СВО-систем можно говорить о четырех видах химических превращений, протекающих в рассматриваемых системах: реакции теплового самовоспламенения, реакции распада носителя, химических транспортных реакциях, реакции обмена с подложкой. •

В результате хромирования,в режиме горения,в порошковой СВС-смеси образуется газовых фаза содержащая соединенияТг с ¿ходящими в неё химическими элементами. Увеличение количества газотранспортного агента(ГТА) в смеси ведет к незначительному снижение адиабатической температуры горения при одновременном увеличении количества газообразных йодидов. Это подтверждает возможность переноса элементов для образования защитных слоев. Существование предельных температур до которых возможно распространение фронта горения вносит определенные ограничения по использованию режима горения в качестве : ^хнологического. Напротив, режим воспламенения свободен от этих ограничений. Разбавляя исходную смесь инертними веществами вплоть до 80-85£масс. можно добиться снижения максимальной температуры процесса до технологически необходимых. Основными соединениями в газовой Фазе, в диапазоне температур 1200-1800°К являются йодиды

хрома: СУ1 ,, СУ 1.5 в йод в атомарной н молекулярном виде. Наличие экстремумов на кривых зависимости содержания газообраз ных йо^вдов от температуры, объясняется их распадом за счет реакций диспропорционирования и термического разложения. Это подтверждается увеличением количества, в состава газовой фазы, свободного йода с одновременным увеличением конденсированного хрома. При борировании, в пределах 900-1200°С, перенос элементов через газовую фазу возможен через образование и распад фторидов. Газообразные продукты, взаимсдействуя с элементами порошковой системы( В ,/Ц , (V ) переводят их в газовую фазу( ВРд ,

,Б1з и др.). В температурном интервале 600-1800°К происходят реакции с выделением конденсированной фазы, но без изменения числа молей газа, что характерно для реакций распада, диспропорционирования, либо обмена с подложкой, т.е. по существу происходит химический транспорт элементов.

При силицировании происходит разложение гаяогенидов и генерирование активной газовой фазы. Хлористый аммонийдиссоциирует на амиак и соляную кислоту. Аммиак разлагается на азот и водород, а соляная кислота вступает в реакцию с кремнием. Образовавшиеся хлориды кремния вступают в реакцию с железом.

При актировании с использованием^ образуется монойодид алюминия, парциальное давление которого гораздо больше над поверхностью акедшния, чем над насыщаемой поверхностью железа, при 900°С. С повышением теьлературы, парциальное давление моно-йодида алюминия возрастает, т.е. газовая фаза становится более обогащенной алюминием, который может выделяться на подложках с температурой меньшей, чем температура газовой среды. При актировании, в присутствии МН^ вначале образуется субхлорид алюминия, и затем самовосстановление алюминия, вследствие окисления некоторого количества соединения алшиния низшей валентности до соединения высшей валентности.

Для большинства окислоь реакция восстановления инициируется в интервале температур 1000-1200°0. Введение ГГА в ко^честве 2-5$ масс, снижает Т^цо 503-700°С. Это связано с тем, т. э продук ты разложения галогенидов, реагируя с окисной пленкой восстановителя, активизируют его поверхность. Снижение температуры СВС процесса, проходящего в режиме тешки. .»го самовоспламенения, за счет введения или конечного продукта пре-

дыдущого процесса определяете? как эксабрлменталыю, так и исходя из теплового баланса процесса. Для простоты технологических расчетов при составлении СВС-смеси берется стехиометричес-кое соотношение компонентев. Так для хромистой составляющей ХС (Сг^ОЛ*2.Н), кремнистой составляхщейСКрСaSiO/Wf), борной составляющей БС (П1).

Результаты расчетов адиабатических температур горения для. многокомпонентных систем показывают, что температура Горения чистых смесей, состоящих как из эл&м-зтов, так и из оксидов достаточно biгоки. Разбавление смесей Я^Од незначительно сникает темпервтуру горения, в пределах 200-400°К. Дальнейшее разбавление приводит в срыву горения. Получение борированчых, хромированных, силицированнцх, агитированных слоев осуществлялось в цеизотермических условиях, в режиме горения, за счет поджяга СВС-шихты электрической спиралью или экзотермической таблеткой. Возможность осуществления химического транспорта в волне горения основано на том, что по мере развития горения происходит последовательная смена температурных рожиысч, и температура в каждой точке смеси пробегает ряд непрерывных значоняЗ от TQ до Т^. Поэтому Я зоне прогрева фронта горения XQ существуют большие градиенты температур, возникающие на достаточно калых расстояниях. В этих условиях, при столь незначительных даяках диффузионного пути, интенсивность диффузионного переноса газообразных компонентов,участвующих в химических транспортных реакциях, очег'э велика. Основываясь на представлениях о процессах горения' и распространении тепловых волн, разработанных Н.Н.Соменовым, Я.Б.Зельдовичем, Д.А.Франк-Каменецким, А.Г.Мержа-говым был проведен теоретический анализ процессов горения и теплового, воспламенения. Установлено, что из-за наличия градиента температур а радиальном направлении,за счет охлаждения ногаты через стенки реактора,толщина хромированного слоя существенно зависит от числа Вио( 6i ), как в режим» горения, так и в тепловом самовоспламенения. Оптимальное ег^ значение равно трем; Толщина слоя при Хромировании возрастает с ростом зазора между радиусом ро-актора. и радиусом детали, расположенной в цен.ре реактора. Однако этот рост ограничен, что связано с необходимостью выдерживать определенное соотношение мезду массой шихты тши массой деталей .то»,, для предотвращения подалавлешш послоднях. Предложена номограмма позволяющая определить температуру g

ду которой прогреются детали располозоцше в центре цилиндрического реактора, в зависимости от соотношении nr^/ni^ хмя различ-

где ,CU -теплоемкости реактора,деталей и шихты,

mt .mA-массы реактора и деталей,кг.

При хромировании в режиме горения выделено, три стадии(рис1) На первой стадии- стадии прогрева,за счет поджига реакционной шихты фронт реакции проходит расстояние XQ, равное зоне прогрева. На второй стадии-стадии тепловыделения дийодид хрома Celt осаждается на поверхностей при последухяцем подъеме температуры и прс 'рева образца до температур выше 1000°С,разлагается с выделением хрома на.поверхности. За счет высокого химического потенциала tic /dx начинает формироваться диффузионный слой, представляющий фазу: (О , Fe )7С&. На третьей стадии- стадии ох-лаздения;еа счет нестационарных температурных условий (определяемых критериев Био) Происходят образование хромированного слоя значительно бЛпыпей толщины, чем за такое же время при традиционном методе хромирования, й изотермических условиях.

При борировании и хромиров&нии( рисЛ) в режиме теплового самовоспламенения выделено пять стадий. На I стадии- стадии инертного прогрева основная экзотермическая реакция( СггОл -^гСг+Я^О^не протекает. Реакционная смесь прогревается до температуры воспламенения Т*. . На 2 стадии- стадии теплового самовоспламенения происходит подъем температуры до максимальной Тм. со скоростью 200-400 гра/сек. При хромировании образуется летучий галогенвд С*-1г, а при борировании наряду с образованием активных атомов бора происходит выделение элементарного хрома и ого соединение с фтором. Хром и бор начинают диффундировать в подложку. На 3 стадии-стадии прогрева изделий,происходит падение температуры за счет поглощения части тепла изделиями. При хромировании, за счет разложения, дийодид хрома осаждается на ■ поверхности и разлагается с выделением хрома. При борировании начинается рост боридкых фаз и осуществляется их легирование' хромой и алшиниэм. На 4 стадии- стадии изотермической выдэрж-ки, при хромировании npoi зходит постоянное образование активных ато?лов хрома а диффузия осевшего хрома в материал изделия. При борировании происходит увеличение слоя за счет изотермической

пых параметров А:

х1 Тг -Г3 Т,м<м о Т, Т3 Т4 С

Рис.1 Схемы образования хрогтрованных слоев и их тешгофизическяе условия: А) в ре^е горения 1-исходная структура, 2-0^, 3-СС^,Ре 4-о(+ (С^Ре^. ( Ы^Ы-^В?3) Б) в режиме теплого самовоспламенения ( В^В^'&Ы.

>-ч

пцдоркка. На 5 стадии стадии охяаг.дэния происходит охла-вдеши смеси. Пооло охлаздецак хромированный слой состоит из карбадншс фаз и переходной зо»ш, а борировашшй из /¿зглрованннх Фаз(ге,Сг)£ e(F0,O flllj, Б . В стдечио от процоесов хромярования,в присутствии 1<г формирований борировашшх, сшшцзрэЕаншх а. актировал-них слоев е режиме гореию проиоходвт при пнем характера форкз-рования активных атоиов насыщаемого элемента. Образований -оуб-хлоридов а фторидов протекает при высокой тек..эратуре, что необходимо для формирования слоя, так как его физическая природа является диффузионной. Веоь процесс получения диффузионного слоя ыоано разбить на две временные стадии с учетом того, что "^¿t^í^. Первая стадия ограничивается проэревом детали, а вторая включает в себя проыелуток от прогрева детали до стадий охлаждения. На X отадни - отадии прохождения волны горения, слой не образуйся. Происходят формирование газовой фазы, обогащению насыщаемым компонентой я первичный прогрев детали. На ¡é. стадия, после прогрева детали, начинает диффундировать активные &тоцы„ за очет высокого химического потенциала предопределяемого градиентом концентрации de /cLx . На стадии охлаждения, происходи формирование слоя с меньшей яатеноквноотьв. Расчетные значения телщиш диффузионного слоя,дяя различных параметров А^приведеяо на рио.2. Для того, чтобы при динамическом режиме нагрева про-цооо происходил в условиях объемного самовоспламенения необходимы определенные условия, связанные с соотношениями между темпом нагрева внешним источником тепла я скоростью прогрева реактора с изделиями. Пра экстремально больших темпах внешнего нагрева, возможен гереход от самовоспламенения к зажиганию. В работе был определен параметр и? , который должен быть больше единицы, Riui реализации процесса в режиме самовоспламенения:

■Ю (I")

V(L-п Щ

где L - полуширина реактора, £ -то*тцша детали, П -число де-татай помещенных на L» , V - скорость изменения температуры, От - темперздуропроводность шихты.

Для реализации процесса теплового самовоспламенения была определена предельная ширина шихты между деталями. Если расстояние мевду изделиями очень мало( слоЬ шихты узок), то из-за теп-яоотвада в издали«,тепловой варив кихтн мэзду изделиями не

П^мхн

ЛН 20 10

36 Ж. 5 ед

Ь.пкн 30 -

20-

3,6 59 14

ед

10 .

36 39 2Я

' ' Л

Рис. 2. Изменение толщиш: а - борированного, б - актированного, в - силицированнегт слоя от соотношения ) при различных параметрах А: I - 0.74, П - 1,1,

Ш - 1.48 (Материал подложки: I - техническое железо, 2 - сталь 45)

п[0исх0л4т.

Получение агитированных слоев можно представать в веде следу ющкх пяти стадий, таких же как я представленных на рис.16. Летучие .алогениды алюминия а хрома начинают образовываться на 2 стадии. Алхышшй дийундирует активнее хрома, за счет нахождения его в жидком состояния.На 3 стадии- стадии прогрева изделия, до темаературы актирования, начинает формнфоватьоя сдой состоящий из легированного хромом соединения Ре^бС. На 4 рвадии - стадии иэ^-ермячоской выдержки,формируется диффузионный али-тировашшй слой, увеличивается его толщина, а в слое появляются фазы Г?81, Т^й^^&Ъ. На 5 стадия- стадии охлаждения,слой формируется с меньшей интенсивностью, за счет уменьшения температуры. При цинковании формирование защитного слоя начинается о Г- фазы, которая является основным поставщиком железа для процесса диффузия. На I стадии-цинк, находящийся в смеси переходит в жидкое состояние. Понижение температуры после стадии воо-пламененкя, производится как путем отвода тепла от стенок реактора, так и за счет определенного соотновешш Гош/Год. На 3 стадии, происходит рост фазы. На 4 стадо- стадия изотерма-, ческой выдержки,формирование слоя идет по смешанной схеме. Ноо-лэ охлаждения слой состоит из ¿ц, Г и ^¿-фазн. При ешшцирова-няа фордероваиие «(-фазы начинается на 3 стадия после падения температуры до ^ . На 4 стадии> начинав? появляться (¿'-фаза состава Реа^*. В работе быа рассчитаны толщины,получаемые на каждой стадии процесса, исходя из теоретически расчитанной его тепловой картины.

Глава 3. Получение диффузионных слоев в режиме горения.

Нанесение защитных слоев в режиме горения основано на том, что в химически реагирующих системах можно получать самораопро-отракяюодеся процессы, типа тепловых вола. Энергия активация источник* должна быть намного больше энергии Теплового движения молекул,при начальной температуре ( Т0 ). Основными технологическими параметрами,по влиянию на толщину слоя, ягляются*. градиент температур между стенкой и центром реактора( д ж хро-миропання), обобщенного времени, выражаемого числом Фурье, в течение яоторого будут осуществляться химические тралспортные реакции, а также соотношением гпт/тА , что является одним из сш»«обоп понижения температуры. 14

• Хромирований в рожсмо горзния проводили б смесях сздерха-щлх XG и 5% масс. 1а • Для каздой температуры хромирования, nocj.a прохождения волны горения, было определено оптимальное значение критерия Бяо, а также Бзо , при котором покрытие на образуется. Как показывает рентгеновский фазовый анализ хромированный слой состоит из твердого раствора с высоггя?' содержанием хрома, параметр решетки а=0,2875 ни. (параметр решетки аСг, =0,2861 нм.). Этого не наблвдаегся при хромирования в условиях теплового воспламенения. Содержание хрома на поверхности составляет 90-92^масс., а слои полученные в режиме теплового самовоспламенения- 80-8^масс. Борярованные слои в режиме горения формируются при содержании бора в пределах 3-5^масс. Введение в смесь бора более б^масс. приводят к срыву волны горения. Наиболее приемлемыми ГТА является фторидн ЛСР3, NH4F. Введение в смесь более 3% ГГА приводит к обильному газопкделе-шш. Бсркровапный слой имеет однофазное строение и состоит аз легированного хромом борада F«a&. Содержание хрома в слое составляет 1,5-2,8£масс. Толщина слоя составляв, от 10-25 мкм. Такое скоростное формировангэ слоя за время сгорание СВС-шатзди ( 1-Змин.) модно объяснить тем,, что при таком скоростном подъёме температуры, аустен^г характеризуется мелкоблочностью, мелкозернистостью и неоднородностью по углероду. Молкозернтстый аустенит, обладая большей протяженностью границ, усиливает диффузионную восприимчивость насыщаемой среда. Наличие многочисленных источников вакансий, благоприятная дислокационная структура и повышенная плотность дислокаций все это объясняет высокую диффузионную восприимчивость подложки. ПрОдполагая, что границы зерен являются источниками вакансий, в металлах с :;лотноупа-кованной решеткой, кожно говорить что Измельчение зерен приводит к увеличению концентрации вакансий. Температура прогрова детали не должна превышать 1100°С,с целью сохранения высокой твердости диффузионного слоя. Алитирование проводили в реакционных смесях содержащих наряду с ХС до /-12% масс, алюминия в присутствии При уменьшении содержания алюминия до 5$масс.

алиуйрованные слои практически не формируются, а при содержании алом. зия. свыше 13-15? масс., происходит вырождение тепловой волны и ее срыв. Алитированный слой имеет неярко выраженное столбчатое строение. В "тое обнаруживаются фазы FeAt,Fe5/lfя «¿-фаза. Концентрация алюминия на поверхности достигает 32-34$

15

С увеличением содержания углерода в подложке, толщина слоя умеш шается. Её величина на стали 45 достигает 30-35 ыкм. В отличие от процессов хромирования, оптимальное значение критерии Био, сос тавляет 0,7. Формирование сялицярованннх слоёв.в резиме горенш; имеет довольно узкий интервал по кремнию 7-1255 масс. Введение кремния менее 5%иасс. нь приводит к формирование диффузионного слоя. В отличие от бора и алюминия, кремний в волна горения практически является инертным, выполняя роль балластной добаа-ки. Толщина слоя составляет от 7 до12 мкм., ГГА являлся хлористый аммоний в количестве 3? масс. Проведение процессов в присутствии КрС не позволило получить сшшцированные слон, которые представляют собой «¿-твердый раствор с небольшим количеством el'- фазы (F^jS!). Содержание кремния на поверхности составляет 12,6-13,масс.

Иссле;звание физико механических свойств защитных слоев, полученных в релсиыа горения показало, что их характеристики отличаются от слоев, полученных в режиме теплового самовоспламенения. Это кижно объяснить zmal строением, и другим фазовым соо-таьо;.з. Так мякротвердость при борировании составляет 1400015500 Ша, при хромирования 5500-6000 МЦа, при алитировании 6900-7200 Ша, при силицировании 3900-5500 МПа. С увеличением содержания углерода в подслое, микротвердость увеличивается. Значения максимальных остаточных напряжений в подутенных диффузионных слоях,на стали 45,соответственно составляет: для бо-рирования-470 МПа, хромирования -180 [Ша, алитированкя -170 1Ша сидицирования -140 МПа. Изменения темпа охлаждения, после прохождения волны горения, приводит к незначительному уменьшено напряжений сжатия, что вызвано уменьшением толщины получаемого слоя. Полученные защитнь.э слои увеличивают износостойкость со сравнению с необработанные поверхностями б 3,5-4 раза,при борировании, при алитировании в 2-2,1 раза, при хромировании в 1,8-2 раза, при силицировании в 2,1-2,3 раза. Пористые силици-' ровашше слои хорошо удерживают смазку, что и приводит к выиг-рашу в процессе износа. Полученные сравнительные диаграммы по износостойкости, жаро- и коррозионной стойкости диффузионных слоев, позволяет говорить об эффективности ХТО в режиме'горения При высоких температурах испытаний нч жаростойкость/900-1000°С) элективную защиту оказывают только хромированные слои. . 16

Глаза 4. Фор!,'лрованЁ9 борироваяшх слоев в условиях теплового самовоспламенения СБС-састем.

Определяющими технологическими параметрами при борированни являются временные и температурные условия. Исследование tol ,о~ вой картины провеса показало, что Еспользованяо БС приводит к тому, что на кривой зависимости температуры процесса от времени, наблвдается двойное воспламенение, обусловленное начале реакции восстановления окиси бора. Использование порошка технического бора в СВС-смесп, имеет только две характерные те:*-порату точки: температура начала воспляченения ( Тх) и температура максимального разогрева ( Тм ). уменьшением количества ХС, температура начала самовоспламенения растет, а максимальная температура падает вплоть до полного вырождения теплового взрыва. Увеличение количественного содержания бора приводят к уменьшению Тх , что объясняется действием бора, как инертного разбавителя, на стадия воспламонения ХС. Увеличение Тм происходит благодаря последующему экзотермическое взаимодействию воо-становленного эфома с бором. Одаако,такое увеличение наблюдаются лишь в диапазоне содержания бора близком по стехиометрия к восстанавливаемому хрому. Увеличение содержания Jopa сверх стехиометрия ведет к с»ижвшго Тм. Исходя из значений наиболее приемлемых максима таных рабочих температур, были построены раммы , позволяющие выбрать оптимальные составы исходных порошковых систем. Экспериментально установлон, что ептамальпоа количество ГГА (NaF ) долзно составлять 5#масо. Борированнкй слой полученны в условиях тошюего самовоспламенозия при Тб=900-Ю50°С может быть как однофазшм так я двухфазным. Цря борировании в распуганных свесях,содержащих техяичв' -jí3 бор в количестве 7-И^масг. или I0-20ÍMacc. ВС формиружяюя: преннущт-вннно однофазные легированнзгэ слои типа ( Fe ,Ci*, Й?.)гЬ . Пр:т больших количествах этих порошков, формируются двухфазнке слоя типа (Fe,С»' , Rt)B и (Fe , ftt )¿Ь . Легированный высший борид располагается в поверхностной зоне и имеет игольчатоо строение. Максимальное количество этой фазы образуется при бо-рированяи в смесях с 25-30? ыасо. тох1шчвского бора ила ВС. С увеличзнием времени изотермической выдержки количество фазы С'Ре,С* , АОв в слое увеличивается. При борированни стали У8А,содержание высокобсжцной фазы снижается, непосрод-

стоенпо к вглам борвдов началаот прпшкать перистые выделения борокарОкдной фазы- борного цеиеятита- Ре^С^Вщ* Заключение о логяровакностк Оорвдов хромом к адшкияом сделало ва основе результа-ов хяипвспого ансишза слоев, показывающего содержанке хрома 1,4-2,*?%, а алюыяджя 1-1,5?, а также на основании фазового рок.гвиоструктураого аладкза. Кроме тог^ хайдвдается никоторое смещение двфракцдожннх максимумов бориджих фаз от п&лажежжй соответствующих чистым борлдам железа к жх табжжчжым дажжыж, что объясняется образованном текстуры в процессе роста борждных фаз. Уккротвордостъ высокоборжпдой фазы колеблется от 20000 МПа до 18000 МПа, а фазы( Ре, О, )£Р> от 13500ЫПа до 150Э0 МПа. С увелхчежжем углерода в подложке, при однофазном боржровашм, кххротзердооть уменьшается я колеблется от 16000 Ш1а до 14000 МПа. Время изотермической вндержхи, после теплового с ювосплямекавжя, «а твердость легированных фаз 6о-ркдов практически в* влияет, Однофазное боржрованже в &авжса-мостк от необходимой температуря процесса проводжхж в СВС-см*-сжх следующего состава: { 27-32) ХС + 10 В + (68-63)А?40з * 5ИаГ , (6 - 9) 1С + 20ВС ♦( 69-66) №,0,+ бИаТ, для получения двухфааннх слоев: ( 17-22)ХС +15В •»■(63-58)А^+бМаР, (3-4,5) ХС +• 30 ВС +(62-60,5)ХС Прж жзотеркжчеокой вздержке

от 15 до 60 мхх. жа стаи 45 получены слоя от 25-35 шкм. до 60-85 мкм., па техническом железе от 36-60 мкм. до 70-105 мкм. Налжчже под борждным слоем зоны с повышенным содержанием углерода и бора, благоприятно сказывается на работоспособности срех кеуглеродЕстых сталей особенно после термообработки, что жсшпь чает "продавлжвгчдв" борютюго слоя. Результаты исследования распределения остаточных напряжений по толщине борядиых слоев показывают, -»то образуете I остаточные напряжения сжатия. На границе раздела борвдяых ф^.3 наблюдается ярко выраженный гра-джапт напряжений. При легированы боржкннх слоев образуются твердые раствори замещения легирующего элемента с железом, прж этом атомные радиусы легирующих элемеыов: хрома( 0,17^ нм.) алшхашя (0,143 им.), превосходят атомный радиус железа( 0,126), что приводят к создайюо в структур« олоя дополнжтельвых ожжча-иуи напряжений. Общей закономерностью, наблюдающейся при введен« Си» является распроотраненж* области действия сжима-пщгх напряжений в глубь слоя, по сравнению о нелегжроваинымж слоям*. В результате этого умеиыкается чувствительность слоя

к концентраторам напряжений и появление трещин становится менее вероятным. Суммарный балл хрупкого разрушения 2}М борида ( Fii .Cr.'flt) 6 ■ в 1,8-2 раза выше, чем у боряда (Fe .О JS^B С увеличением содержания углерода в стали суммарный балл хр; i-кого разрушения меньше на 10-20£. Фактор хрупкости У1 , определенный для разных нагрузок Р, для легированного борида F б Ъ в 4,5-5,5 раз выше, чем у легированного борида FC^b. Фактор хрупкости для легированных фаз Feh выше, чем у не легированных на 18-205». Испытания на износостойкость на машине трения CMT-I показали,что износостойкость двухфазных легированных боряддых слоев в 4 раза выше термообработанной стали 45, а однофазного в 1,8-2 раза. Легирование двухфазного слоя хромом и алюминием в условиях СВС, позволяет повысить его яяносостойкооть на 25-ЗС#. Хромированные покрытия на карбидной основе показали увеличение износостойкости в 2-2,2 раза,по сравнению с термообработанной сталью 45( закалка и низкий отпуск). Испытание на машине трения МТ-5 показали, что лучшая износостойкость у хромированных и легированных однофазных боридных покрытий, которые в 4-6 раз меньше изнашивались, чем термообработанння сталь45. Износ двухфазных легированных боридных покрытий m 25-50% меньше, чем не легированы::х. При сравнительной оценке результатов испытаний на жаростойкость установлено, что в интервале теип>-ратур 600-800°С окалиностойкость легированных двухфазных покрытий в 1,2-2,5 раза выше, чем легированных однофазных, и в 2,7-4 раза вьше, чем нелегярованных. Сравнительные испытания на коррозионную стойкость показглч, что среди борирозанных слоев лучшие показатели у двухфазных боридных покрытий.Такая стойкость объясняете повышенным содержанием хрома в бопиде Faß , по сравнению о Fe^ .

Глава 5. Получение алитировднных слоев в условиях теплового самовоспламенения СВС-систем.

Для получения алитированных слос., использовала порошка алюминия марки АСД I. Введение в СВС-смесь металлического Йода в качестве ГГА приводят к тому, что кривые начала самовоспламенения ( Тх) находятся ниже, чем с NH^Cl. йод активирует реакцию самовоспламенения, увеличивая при этом и Тя. Так прн 20^X0 максимальная температура процесса на 100-300°С выше, а температура воспламенения на 80-100°С ниже. Введение в смесь

тньше 14-16#масс. алюминия приводит к одновременному насыщению стали хромом и алюминием. Оптимальное количество ГТА: N^Cf З^мцсс., 1г - 2%шсс. Введение более 2%масс. приводит к стравлиьлни!} поверхности наряду с внедрением йода в состав защитного слоя. Армирование диффузионного слоя носит комбинированны! характер. Однако, ¿жидкостный характер алитлроваяия при введении алюминия до 25-30^масс. менее заметен, чем при более высоких его содержаниях. В зависимости от используемого ГТА, оптимальный состав СВС-смеси для различных температур, следующий: (15-28)ХС + (25-18)Де ♦ 3 ^4(57-51)Ае203,( 12-22) ХС* (22-18)* (64-58)/! 5. По данным рекггеноструктурно-

го анализа, к линии раздела с сердцевиной примыкает цочтн не-травящийся Л -твердый раствор. Примерно в середине слоя наблюдается соединение Fe5fi£, ещё ближе к поверхности Fefld, Fe fl?^• Введение в -месь алюминия больше оптимального,способствует появлению химического соединения С увеличением температуры процесса, концентрация алюминия на поверхности возрастает, и распределение его по слою более плавное, хотя наблюдаются участки с более высокими концентрациями. Все это обусловливается большой нестационарностью процесса, накладываемой ещё и на влияние углерода в подложке. Оттеснение углерода в глубь слоя способствует образованию £ - фазы, существование которой было установлено в литых сплавах тройной системы -С. . Однако эта фаза присутствует только лишь на стали У8А, и при высокой скорости подъёма температуры( до 150 град/сек.). С увеличением содержания алюминия в СВС-смеси с 15 до ЗО^масс. концентрация алюминия на пое^хности слоя увеличивается с 31 до 56-58^. Рен-тгеноструктурным анализом фиксируется фаза Fe^flfy В смесях с содержанием алюминия более 30$ масс, микроструктура диффузионного слоя имеет иглообразный вид, что наглядно подтверждает преимущественно жидкжй механизм. В таком видэ фаза Fe^A^ не обнаруживается в диффузионных слоях, образующихся в порошковых смесях при изотермических условиях. С увеличением скс.-ости подъёма температуры Тм до 120-150 град/сек. резко увелгчивает-' ся толщина переходного слоя. Углерод вытесняется из твердого раствора с железом, и в результате этого, непосредственно перед фронтом диффузии формируется зона ой гащенная углеродом. Это может быть объяснено тем. что углерод в отличив от железа и алюминия не nosot проникать через иятерметаллический слой. Углерод лишается сьоего рас/асрителя. а гиоминий перемещается в 20

глубь образца я гонит перед собой углерод. Алш-ляй частично связывается с атомами углерода с оСраэ.. занием карбидов ^С^,

Cj.Fßjfl^Cjf, Содержание алюминия на поверхности достигает ¿062% и на поверхности фиксируется фаза За время изотермической выдержки, при обработке в оптимальных смесях, от 15 до 60 мин. толщина слоя достигает на техническом железе от 50-65 мкм. до 80-250 мкм., на стали 45 от 30-75 мкм. до 60-150мкм. Мякротвердость диффузионных слоёв по толщине плавно изменяет» ся от 7400 МПа до 3600 МПа. На поверхности возникают остаточные напряжения сжатия - 100-220 МПа. При испытании агитированных образцов в условиях термоциклирования надежную защиту показали слои с содержанием алюминия до 32i, то есть, когда основной составляющей слоя был упорядоченный твердый раствор <>¿2 (фазаР<?<№).

Глава 6. Получение хромированных слоев в условиях теплового самовоспламенения СВС-сястем.

При хромирования поставщиком активных атомов хрома является ХС. Так же, как я при горенья, ГГА является метгтишчэский йод, оптимальное значение которого 1-3£масс.Оптимальными является следующие составы: (18-30)ХС * 3 1г +(79-67За время изотермической выдержки 40 мин. на техническом железе образуется слой 45-70мкм., на стали 45:35-60 мкм. На поверхности формируется сплошной, однородный не травящийся слой. К нему примыкает переходная зона, образовавшаяся в результате встречной диффузии углерода, а за ней обедненная углеродом ферритная зона. Отличительной особенностью строения диффузионного слоя, полученного в условиях СВС, является образование на поверхности высшего карбида хрома Сг5С2 . За счет температурного градиента, возникающего в момент воспламенения смеси, в приповерхностной зоне возможна интенсификация встречной д:*ф£узии углерода к поверхности. При хромировании в смесях с добавками окислов иттрия и лантана ( а также их хлоридов) отмечено отсутствие или незначительное количество карбидной фазы. Это связагэ с там, что при совместной диффузии хрчма с иттрием или лантаном, последние, не образуя при вводимых концентрациях, самостоятельных фаз с углеродом. Легируя твердый раствор и адсорбируясь преимущественно по граница»/ зерен, они существенно уменьшают его ди!)фузионную подвижность. Атомы иттрия и лантана имеющие

значительно больший атомный радиус, создают вокруг себя в решетке значительные искажения, которые являются ловушками для углерода, при встречной диффузии. При уменьшении активности углерода в диффузионной зоне формируется слой обогащенный хромом. Микротзердо^ть хромированных слоев , полученных на стали, колеблется в зависимости от сод*' .кання углерода в подложкг от 14500 до 17000МПа. В поверхностном слое возникают остаточные напряжения сжатия от 150 до 580 МПа. При испытании на машине трения CMT-I хромированные деталипоказали увеличение износостойкости в 2-2,2раза, а щ-л испытания н^ машине трения МТ-5 в 3-5 раз. Жаростойкость хромированных слоев легированных РЕМ увеличивается в &-I0 раз, при температуре испытаний П00°С. Коррозионные испытания показяли, что хромированные ображцы во всех трех среди.х находятся в устойчиво пассивном состоянии.

Глава 7. Получение еяляцированных слоев в условиях теплового самовоспламенения СВС-систем.

Для получения силицированных слоев наряду с кристаллическим кремнием использовали я КрС. С уменьшением количества ХС температура Тх растет, а Тцпадяет впл ть до полного вырождения теплового взрыва (при ХС 10- 125t масс.). Увеличение количественного содержания кристаллического кремния с 10 до ЗО^масс. приводит л уменьшению Тх. В смесях, содержащих КрС наблюдается вторичное воспламенение обусловленное началом реакция восстанов-тения оки^и кремния. Оптимальное количество ГГА: 3£( с SI ), 5J» (с КрС)-UH^CL Введение больших количеств Ы\С£ приводит к интенсивному растравливанию поверхности деталей я большой по-р-стости сдоя. Использование HU^F приводят к образованию на поверхности хрупкой «¿'-фази состава Fe3Si , за очет высокой активности данной смеси. Оптимальные составы СВС-смесей в зависимости от от температуры проведения процесса: (17-25)ХС * ( I&-I0)S\+ 3«44tU(65-62)fl^05. (12-22)ХС (30-20)КрС «-5НМ^ +(51-57) .fli^Qs . Силищфование проводили при температурах 900 -П00°С За время изотермической выдержки от 15 до 60 мин. на тихличос-ом хелезе формируется слой от IS-55mkm. до 80-180 мкм. на стали 45 от 25-35мкм. до 50-105 мкм. На поверхности образуются зерна кремнистого феррита. Углерод оттесняется перемещающимся фронтом в подслой, в результате чего образуется ооогащен-ная углеродом переходи ал зона. Введение в смесь кристаллическо-

го кремния больше 1Ъ% приводит к появлению «¿'-фгзи. Полностью избежать образование пор невозможно вв: ту того, что для $азы диффузионным источником является »¿'-фаза. Скорость дифф>.лш кремния в направлении Л превышает скорость диффузии желе-

за в противоположном направлении. Проведение ГГО при 1000-1100 °С способствует формированию малопористых сдоев. Это связано не столько с завариванием и заплавденяем пор, сколько с уменьшением вероятности их образования. Область существования Эмфазы сужается, при таком темпе подъема температуры,в сторону большее концентоации кремния. Одновременно уменьшается степень упорядоченное ги «¿-фазы. Содержание кремния на поверхности составляет 12.1-1355.Цккротвэрдость силицированных слоев на техническом железе и стали 20 находится в пределах 3500-4800 МПа, на сталях 45 и У8А достигает 5500-6700 Ша.Слоя полученные при 1000-1100°С более износостойки в присутствии абразивао-маслян-ной прослойки. В условиях трения скольжения, сдои полученные при температурах 900-950°С более износостойки за счет эффективного удержания смазки поверхностьв. При этом,продукты износа задерживаются в порах диффузионного слоя я взаимодействие частиц износа в контртела значительно снижаются. Силицярованнне слои работоспособны до температур 900°С. По сравнению с известными способами сюшци->ованкя, ГГО в условиях СВС происходит в малых временных интервалах, что уменьшает напряжения и количество трещин в слое. Наиболее высокой стойкостью силиняроваяные слои обладают в растворе ЫаС£ .

Глава 8. Получение цинковых слоев в условиях теплового самовоспламенения СВС-снстем.

В качестве поставщика активных атомов цинка использовалась пусьера( отходы при производот е цкнха)-(ЦС).С увеличением количества ЦС, температура Тх падает, а температура Тм растет болев интенсивно. Пряменькие СВС-смесвй содержащих свыше 20% ЦС не позволяет получать качественные слон, вследствие оплавления смеси я образования на поверхности изделий наростов чинка. Процесс цинкования проводили в диапазоне температур 550-700°С. Падение температуры от Тм до Тц осуществляли за счет меньшего соотношения тш./тд , доводя её значение до 0,5, при максимальной скорости охлаждения. Оптимальное количество МН^С?. 2-3% масс. Использовали следующие СВО-смеси: (15-20)ХС + (5-15)ЦС ■+ *(72-67) А^О^.За время от 20 до 60 мин. на техническом железе

23

формируется слон толщиной 35-5CfeniM. до 60-80 мкм., а на стала 45 от 24-30мкм. до 50-65мкм. Т увеличением температуры процесса скорость выхода на режим достижения Ты должна возрастать, при одновременном уменьшений количества ЦС.Такая закономерность позволяет формировать равномерные слои без наростов и спекшейся реакционной шихты. Поц> ченные защитные слип сосюяТ пз Г-фа-зы и -фазы. Полученные диаграммы распределения аелеза по ov^iffle слоя показывают, что с увеличением временя выдержки и температуры процесса, его количество в слое возрастает до 15 —18%. Как показывает практики, толщина слоя 20-30 мкм в большинстве случаев удовлетворяет требованиям к коррозионной стойкости. Такие слои можно получать ь течение 20~30мян. при температурах 650°'J. Микротвердость слоя составляет 3500-5500МПа. С увеличением содержания углерода в подложке поверхностная твер дссть цадает. При известных порошковых способах цинкования обыч но всегда, для повышения коррозионной стойкости проводят диффузионный отжиг при 500-550°С, с целью предотвращения образования "белой ржавчины". Применение обедненных по цинку смесей позволяет осуществлять СВС-цинлованиз при 550-650°С. При этом поецшстся коррозионная стойкость и исключается дополнительный отх-чиг. Результаты коррозионных испытаний показали, что полученные слои.нра испытании в растворе NaC?. в течение 150 суток имс --и потерю массы на 50$ меньше, чем полученные в стационарной диффузионной засыпке.

Глава 9. Получение диффузионных слоев эв эктического типа.

Процесс формирования эвтектических слоев протекает в момент подъёма темпере уры. Изотермической выдержки не производится, поэтому толщина образующего слоя зависит от Ты. НО проводили в следующих смесях: борированяе- (22-28)ХО 20В* + 5NGJF +(53-47) хромироваие (28-38)ХС + 312 +(69-59)

№¿Qj>. Получение эвтектических хромированных слоев можно представить в виде четырех стадий( Рис.3 ). На I стадии- стадоа инертього прогрева^СВС-смесь прогревается до Тх. Покрытие не фоокир;, .»гея. На 2 стадии- стадии теплового самовоспламенения гроисходит подъём температуры до Тм. В результате образования элементарного хрома и его соединение.с ГГА, происходит доставка его к поверхности. На 3 стадии- стадии прогрева, происходит диффузия образовавшихся активных атомов в матермолдетали. Пос-

ООО

л ><>

¿"С ем ¿эх

о

---- п 1 В'г В/2 Шз

1 !.! ш 1

т г 2

Гмин

и

5

2

а) В/ д) в/

6 '

4_ 5

ООО

Лч Л А /.УЗ

>

0 А-

Рис.3 Схемы образования эвтектических слоев и их температурная кривая: А)-хромированных 1-ясходная структура, 2-СУ ,3- (Рб ,4-жвдхкя прослойка, 5-эвтект?ческий

хромированный одой, Б)-борярованнкх 1-нсходяая структура, 2- (ре ) В , 3- О , 4-(Ге .С*-. )В , 5-мдкая прослойка,б-дендритная структура, 7-сотовая структура

го

С1

ло прогрева образца до .температуры, когда начинают образов!'- , ваться составы эвтектической пр:роды. Под осевшим хромом образуется прослойка кндко^ фази, з которой ипте! Ефнцлруюто процессы дкффузЕЯ. Формирование слоя эвтектического типа карбидного класса будет npt .сходить при тег;пературах 1240-1300°С. С течением времени все большие участки материала будут во: лекатьчля в формирование азтектической прослойки. Твшаратура плавления кядкой фазы постепенно увеличивается,за счет её обогащения тугоплавкий легирующим злвментом( хромом), а такгэ вследствие уменьшения общего содержания углерода. На 4 стадия- стадии охлаждена.-: протекают процессы , аналогичные описанным в прцессе горения.

При получении эвтектических берировашшх слоев (рис.3) на I стадия- ote ди инертного програвй образуется слой малой тол щ&хш. На 2 стадии- стадии теплового самовоспламенения на образовавшийся слой осаждается хром. На 3 стадии- стадии прогрева, начинает образовываться жидкая прослойка, согласно диаграмме В - С -Fq . Слой 4 предохраняет поверхность от приваривания частиц реакционной смеси. Изотермическая выдержка не производятся. На 4 стадии- стадия охлааден^прс :вкают процессы, как я при борированин при низких темпеоатурах. Однако в зависимости от темпа охлаждения, определяемого критерием Бяо, образуется три вида структур. При практически полном прославлении, когда жидкая прос лоГка достигает поверхности и резком охлаждении образуется деа-;.)итная структура- 6. При медленном темпе формируется структура сотового типа. Существует темп охлаждения, когда образуется стру тура комплексного тнпа( &¡4>B\¿>bi¿), состоящая из деадритной и .отовой составляющей Толщина борярованных олоев достигает 1-5 мм., хромированных 0,5-Змм.. Борярованныв слои представляют собой эвтектическую смесь боридов ре В, я бороцементита Fe¿(C,&). На поверхности фиксируется преимущественно фазы F& В и Fg2B> . Эвтектические хромированные слои состоят из эвтекти-«еской смеси фаз (Fe, Lv )7Сз и легированной xf-«om матрицы. На позер лости концентрация хрома составляет 57-64?. Понижение микрохру. .ости у бориоованных слоев вызвано композиционной структур ой, где армирующая прослойка заполнена мягкой составляющей. Длрфузношше слои наиболее успешно работают b у слови, .х вибрации к абразивного износа. .

Глава 10. Получение многокомпонентных защитных слоев

в режиме теплового самовоспламенения. Боросилнцирование проводили в смесях с кристаллическим крямклон а КрС. Использование ВС приводит к получешш высоких температур а образованию боридной эвтектики. Введение 15-18?масс. кремния приводит к получения грубых поверхностей. Оптимальным является ®яля 20? КрС. Боросилнцирование проводили в следующих смесях (17-22)10 I0Si + 4 HVV,Ce+ 12 В + (57-52)/1г20з, (I5-2DXC + ♦ 20КрС * 6ЦЦАСС+ 10 Ь +(49-43) fl^Oj . На технической железе за врет изотермической вндеряки 15-60 мин., получали толщины от 30-45жш. до 60-100мкм.( на стали 45 от 20-35мкм. до 55-90мкм. При содержании в смеси до 12-15? масс, кристаллического кремния слои сггтоят из борддов легированных кремнием. При содержании кремния свыше 30? появляются силициды железа. Увеличение содержания кремяяя приводит к относительному уменьшению фазы (Fü.Cf. АН )В . я при его содержания 25-27? и более эта фаза не образуется. Образование слоя начинается за счет формирования твердого раствора бора в кремния в железе «¿-фазы. Поскольку скорость дв$фузяя бора в <¿-фазе превышает скорость диффузии кремния, яа границе слоя с основа»» металлом,происходит накопление бора я формирование легированных борядных фаэ. Боридные фазы на границе раздела с основным металлом образуют практически сплошной сло#, которые существенно задерживает диффузионное перемещение кремния в глубь . Содержание кремния на поверхности практически не обнаруживается, зато в фазе достигает 6,2-6,5$. Углерод оттесняется в глубь и под слоем образуется обогащенная углеродом зона, что приводит к появлению перистых выделений борокарбилной фазы.

Хромоалитирование проводили в смесях содержащих наряду с XG я ГТА от 4 до В интервале температур 900-Ю50°С диффузи-

онная подвижность хрома в жельзе значительно меньше, чем алюминия, этим и обусловлено количество алюминия в смеси. ГГО проводили при температурах 900-IIG00C в следующих СВС-составах: (12--20)ХС + (1&т10)Я£ + 3l2+(70-67^^3. (Г7~24)ХС (15-Ю)Я£ + + 4 NU^ v( 64—62) fl^Oj. Использование 3.2 меняет стр ение- слоя,, он приобретает характерный" очечный" вид. Из алюминидннх фаз наблюдаются Fe3fl8 ,, Féfl Fe С>. Применение I г приводит к совершенно яяочу с"ровни»! елояь а на поверхности наблидается пористая зона.. Слой состоят из. карбидов ( F(?,CV* и ( Fe .Cr^C з ,,

а также алюиинидовFefl?rFp^fl^ За время изотермической выдержки Г5~60мин. толщина слоя на техническом железе состапляот

27

о? 40-8ÖMKM. до 70-20QWOI., на стали 45 от 25-60мкм. до 50-120. Использование Ig приводят к увенчанию хрома в сдое и уменьшению вл~ляит. Алшиетй. диффундируя в стад; гри более низких температурах,по сравнению с хромом, оттесняет углерод от поверх иости,в глуСъ основного металлами способствует перестройке крве талдической решетки из у в С , облегчая таким образе.j последующую диффузию хрома. Хром, в свою очередь, сонвкая термодинамическую активность углерода, вызывает его гггречную диффузию. Мс Hocio диффузионного источника хрома веляка но сравнению с алюмя нием, поэтому иох\пя из модели, можно говорить о легирования алюминием хромированных слоев. Содержание (V на поверхности,с использованиемIg 50-58*, а - а MtyCt: 3T-32*, алюминия,соответствен но 4.2-5.3* я 8,5-9,2*.

При хромосяляцироваяяи содержание кристаллического кремния не должно превышать 8*, a KpG- 15*. при более высоких значениях имеет место преимущественное ситищироваяие. ХТО проводив при температурах 900-1100°С в следующих смесях: (18-30)ХС ■»■ (7-5) Si +• ЗШДОц72-62)P^QÄ (1&-28)ХС * (1&-12)КрС * 64-55.

/<£¿0$. На поверхности техническсл железа 'и стали 20 формируется слой упорядоченного твердого раствора ( Fe .Civj^Si , в котором наблюдаются включения Сг^'. Нкже расположен «.-твердый раствор хрома я кремния в «елеэе. На сталях 45 я У8к слой состоит из карбядов ('Cr.Fe ^¿Сб * (СУ, rO^Cj раополо-гчииах в ol -твердом .растворе хрома я кремния в железе. За 15-60 мен. изотермической выдержки на техническом железе формируется слой толщиной от 20-28МКМ. до <'5-55м*м., на сталя45 от Х8-22мкм. до 40-50мкм.Коицентраш"ч хрома я кремния на поверхности стали 2С составляет 55,7 я 3,8*, на стали УОА 68,2* я 4,4*. Наружная зона диффузионного слоя обогащена хромом я хоемняем. Кремний повышает термодинамическую активность углерода я при диффузия в сталь, оттесняет его «э поверхностных слоев в глубь основного металла. Хром, наоборот, ионижая термодинамическую активность vr-«ерода, р'зывает его встречную диффузию к поверхности. Диффунди-ру- в стр'ь кремний оттесняет углерод в глубь я способствует перестройке кристаллической реш»тки яз У воС . Это облегчает последующую диффузию хрома.

Микротвердость борида ( Ге, St )2В составляет I4000-I6000 МДа. а фазы ( FC , СУ J\i )Ь 18200-20500 МПА, то есть она не намного больше такой же фазы при борирования. Это ещё раз под

28

таорадаоу то, что кремний логвр/ег фазу R?,B !л практичзсни nu/in ; тью пе растворится в бороде FaB .Мякротвердооть хромоаякте^зн:' -ного слоя, на техническом лэлозэ н о тали 20fсоставляет 3QQÜ GOOQsffla, а на сталн45 а У8А I4500-I6000 Ш1а. Мпкротаордость дро-мосшшцироваыкых слозз на техническом иалепэ а стали 20;7500-SOOCMIa, а на стали 45 я У8А: I4000-I7000 Mlia.

На основания большого комплекса исследоват.2 фиаико-механк-* ческях свойотв, получены сравнительные диаграммы, которыэ позволяют выбрать необходимый вид слоя в зависимости от уолоэий эксплуатации. Так при испытании в ЗО-JS-hom растворе ИС2. наллупэ^я стойкость у боросилицароэшвшх слоев, в 10%-ном раотворь НМО* у хромосяляцированинх и хроыоалктироьанннх слоев.

Г^ава II. Практика рпытно-проашленного опробования а внедрония разработанных слоев.

На основе результатов исследований былл разработаны промш-ленные технологии получения зааатных слоев э условиях CEC, осноч-пыми этапами которых являются: подготовка повэрхноотн изделий, приготовление СВС-смэси,загрузка реактора а размеканиэ в нем деталей, проведение процесса и разгрузка реактора. Прз подготовке поверхности не требуется специальных методов. Поверхность необходимо обезаярить, а затем проаыть я просушить при температура порядка 100°С. В завгсЕмооти от необходимости применения того или иного гида слоя, все детали бшш разбиты на 4 группы. I группа- это изделия, работающие в условиях трения скольжения оо смазкой. 2 группа- это изделия работающие в присутствия абразива. 3 группа- изделия, работающие в условиях динакяческого пагруаения. 4 rpyi.ia- это изделия, работающие в агрессивных средах при нормальных я высоких температурах.

В зависимости от условий реализации процесоа были нспользо-вакы три технологические схема: а) получаше диффузионных слоев в режиме горения, есль необходимо быстро сформировать слой бет существенного изменения структуры металла, б) получение защитных слоев в режиме теплового самовоспламенения, если необходимо получять слои различной толщины с высоким разнообразием по строению и «разовому составу, в) получение слоев эвтектической природы, для формирования слоев большой толщины, до 5мм., и композиционных слоев в одном технологическом цикле.

На рис.4и Ь приведены диаграммы преимущественных режимов

CJ

a?-

Ряс.5 Диаграммы преимущественных режимов формирования: а) селитрованных слоев, С) боросалжцарованных слоев $¡=/0 &

/ - оатим. составы \ у-"' >1Г вырожденные

20/~~ГоиЗые раж. 13 80

/ХС Ж М 60 30 ц„ерт.гГА

ЗУ/Ог <■ 4*е

-- вырожд - ред. 113

\\vVTT

''■уШШ

/хС 40 60 80 щ Цнерт+ГГА

/ГрС^О В 40 ^ /у^У

^^ЧлчХ

/7

ж /Т

/-ГГ Ю Я? <Я7 <?<?

V 4о 60 во днер/п +ггА

формирования защитных слоев. Рекомендуемые составы СБС-смзсей приведены в таблице. -

После получения защитных слоев в реакторе остается конеч- ' ный продукт (КП), который имеет уникальные свойства, как порошок. Исследование его химического состава позволило сделать вывод о возможности его дальнейшего использования. Был разработан безотходный экологически чястыа ци&д, где КП применяли в качество сырья при напылении, горячем прессовании, как абразивный матери?*, а также для проведения ХГО в восстановленных смесях, при изотермических условиях. ■ / ;

Технологические процессы по получению диффузионных слоев были опробованы я внедрены для обработав втулок, роликов, шаро-вах опор, циркуляционных труб, на штамповом оборудовании.

' ВЫВОДЫ

1. Разработаны физико-химические модели получения диффузионных слоев пря различных режимах проведения СВС-процейса:

а) в режиме горения Нанесение диффузионных слоев осуществляли в два этапа. На первом, связанном с нестационарными условиями прогрева изделий, после прохождения волны горения формируются необходимые условия для формирования слоя. На втором осуществляются хш4яческие> транспортные реакции, формирувдие защитное покрытие. Оптимальное значение критерия Бяо пря. хронирования равно трём, для остальных рассмотренных процессов С,7. Б) в режиме теплового самовоспламенения определяющими факторами являются темп Нагрева, предельная ширина шихты между изделиями, температурные условия определяемые соотношением между массой шихты и массой деталей , а также'скорость охлаждения.я время в) пря получения защитных слоев в режиме эвтектического плавления определяющша факторами являются; максимальная температура развеваемая смесью к скорость охлаждения после прохождения тепловой волны.

2. Разработаны теоретические положения, позволяющие оценить гарант рные времена горения, прогрева изделий и «ас охлаждения. Получен вилшй параметр 3 позволяющий оценить прогрев наделяй . Так при условия, когда Б « I можно определять предельный размер изделия , который будет успевать прогреться за время горения.СВС-сыэси. Разработаны теоретические положения, позволяйте оценить толщину слон на каждой стадии процесса исходя из

„„ расчета распределения температур по всем областям реактора

gm

M Q>

§ a

i & о

(Я |Д

Q, H

<0 о

О, О

00

«о to «о «о

ч* ^ Tf

H H H H

R R § g о

88

О ю 1Л О Q о t-t чг us с- sí со

Í X Vo

а* В о um 0 UI Р- о< а о -р

S s 3 8 3 9 8 8 i i i S 3 S S 8

880088888 88888 oooSooi-ioii-i о м ?3 t-t M

о _

H H U1

;< Л ji

e

w

со

s

a> ro ie te <0

S il

â'â

3 i ♦s

S

Ю

A К

Cl Ю

S*i E

СО «

ю

a

Uï

+

««s й

ББ

-< ■< -«j S tt

i

o o n + 5 си т

ÇJ О

™ lr¡ « il d CD lO Ol —1 _i

¡> t>- <x> m -1

IN

с cv. Ц

H (O N (Л

♦âaâââââ ââââ

"" " " «ç-inio (О N m N f N О. О) H M N. -

СО c\| CM

О О. И со

о

93

M я

M Ф

п о, я

я о Я

Я Ф «

I а &

3

Ô «

о, я

а г

о «

х> й

да X

M ®

M $

о, H ST

3

Q.

3

о о.

й- ®

2 i

о Ч «

В

е

13

Рн

в

в

Продслхэнаэ таблица

-!—I-¡-L----Li_I 5 .» 6 .1 7 t ■ 8__

ТВ I слоя ' 42IC+ 7 12.0$+ 48КЩ. ЗГГА! ¿100 ! 60 ! 77 I 14 !сто£кяэ до температур IIQG

ТВ I Сяляцлро-! 22ХС «-10Si* 65КЛ+ ЗГТА ! 1050 ! 60 ! 150 t 6,5 ! Иа«опорастне, эффек. удер.

t ватта« 1 I2XP» ЗОКрС* 53КП* 5ГТА 1 900 t 60 ! 75 ' 6,5 ¡смазку, харост.до 900°С

ТВ ! Алятиро- ! I5IO 26ЙЫ57Ш ЗГГА I 900 t 40 I 80 t 7 !Корроэ.стойки, аароЬт. до

'.ванные ! 20ХС+ 57КП* ЗГГА ! 1000 I 40 I 150 I 7 !теып.900-1000°С

_!_¿ÍZXC+ iefi¿4- 58 WW 2ГГА ! 1100 t 30 I 240 ! 7

ТВ !Цюда>ва- 1 I7XC+ 10ЦС+70Ш1+ ЗГГА ! 550 ! 60 I 60 I 5,5 !Выоокая*;тойх. в усл.агаосф

1 НЯ9 ! ISIG» 1БЦ&» 67КП+ ЗГГА 1 500 1 60 I 50 ! 5,5 !коррозии к в 3Í-HOM

ТВ !Fпросили- 1 I7XC+ IOSi -»■12В*57КВ+4ГГА 900 ! 60 ! 60 I 20,5 I Высокая изяосост. в усл.

! цярование! 15ХС+20ХрС*ЮВ*49КП14ГШ 9С- ! 60 t 60 I 20,5 !коррозия Я при абраз.иэк.

! 1 22XC»I0St ♦I"Bt52KENTTAl 1050 ! 60 1 100, I 20,5 1

ТВ ! Хромоали ! 16ХС+12Яв+69ШЗГТА ! 1000 ! 60 t 140 I 16 Нарост. до 800-900°С,высо-

! тированив! 20Я> 10А£+67КШ- ЗГГА I 1100 I 60 1 200 I Т6 txoS корроз. стойк. ' :

i ' 1 Т7ХС» 15ЯЕ+64КШ. 4ГТА ! 900 t 60 ! 70 1 16 ! ,

ТВ » Хромосиля! 25ХС+ 5S5 •»62КШ» ЗГГА ! 1000 I 60 I 50 ! 17 IKpoue высох, корроз. в жен

I цированяе! I6XO IEKpO Gl№- Г1*ГА ! 900 I 60 I 40 ■.-'.! 17 |рост. до900°С, износостойка

. --1-_t ЗОХР 5SI » 62KD» ЗГГА 1 ITOO I 60 I 70 t 17 I

Примечание: КП-конечЕЫй продух* яхя ТПгН^й^' , NaF.

Значения Ь , Н^ данн по иакашальным ветчинам.

в зависимости от времени.

3.Рассчитаны температуры горе/ия /ля многокомпонентна* систем. Определены минимальные температуры горония, при ко.орнх еще наблюдается самораспространение фронта горения (1600-1700°К) Получены защитные слои в режимо горения (впемя процесса 3-5мии.) Хромированные слон имеют концентрацию хрома на поверхности 9092?. Бсрнрованные слои имеют однофазное строении типа (pQ.Cr-,

. Содержание хрома в слое 1,5-2,8?. Алятированные слои имеют не ярхо выраженное столбчатое строение и состоят из фаз

FQjPE. Концентрация алюминия на поверхности 34?. Силици-рованные слои представляют собой в основном c¿ -твердый раствор с небольшим количеством фазы состава

4. Получены диаграммы, позволяющие определить верхний я нижний пределы вводимых элементов, когда слои не формируются или происходит вырождение тепловой волны. Так при хромировании в режиме горения, степень разбавления не должна превышать 15?, при борнровании орыв волны горения наступает/при введения более 5? Технического бора. Пря алитирова. ли содержание алюминия должно быть в пределах 7-13?, пря енлицирования интервал по кремнию 7-12?. Получение за время горения (3-5мян.) слоев толщиной 2050 мкм. объясняется, как нестационаряостью процесса, приводящего к получению подложки с высокой концентрацией вакансий, тах я высоким градиентом химического потенциала (ÍC/dX насыщаемого элемента.

5. Разработаны составы порошковых СВС-смесей, позволяющих получать слои в режиме горения, теплового самовоспламенения и эвтектического пл^лления.

6. Легирование защитных слоев хромом, алюминием приводит к увеличению их зксплуатациош:1Х.характеристик. Борированные слои имеют остаточные напряжения сжатия, для однофазных 200-бООМПа, двухфазных 200-8001/Ла. По сравнению с "нелегированнымк слоями, общей закономерностью является распространение области действия сжимающих напряжений в глубь слоя. Легирование хромированных слоев иттрием и лантаном приводит к отсутствию карбидных фаз на поверхности, что увеличивает ях жаростойкость до температур П00°С.

7.Выявлены закономерности влияния технологических условий СВО-процесса на физико-механические свойства диффузионных сдоеп

Так upa силицированшг в пределах SQO-95Q°C osoa более норгстао чем при температурах 1000-1100°С. Повышение скорости подъема температура до 120-150 град/сек. приводит ..-. образованию сдоя, при алятаровании, совершенно иной структуры, имеющего фазы

8.Получены цинковые слои в обедненных по цинку СВС-смесях при температурах 550-650°С, которые имеют повышенную коррозионную стойкость, аналогичную полученным в известных порошковых составах, после дополнительного отжига, с целью предотвращения явления "белой ржавчины".

9. Получены композиционные слои эвтектического типа с различными структурами: дендритного, сотового и смешанного типов тсиадшой до 2-5 .ai. .

10.На основании исследования большого комплекса физико-механических свойств, разработана методика выбора оптимальных режимов и составов СВС-смесей дян получения диффузионных слоев с заданными свойствами, исходя из конкретных условий работ. Все детали разбиты на 4 группы: работающее в условиях сксаьженяя

со смазкой, работающие в присутствии сЗразива, динамического на: ружения, в агрессивных средах при нормальных и высоких температурах. Разработаны диаграммы преимущественных режимов формирова 1шя слоев, связывающих состав порошковой омеси, температурные условия со структурой а фазовым составом слоя.

11. .Рагработана малоотходная технология, экологически чистая, по комплексному использованию продуктов получаемых при СВС процессе: для напыления, горячего прессована, для непосредственного использован; j в качество абразивного материала, для проведения ХТО в востаноаяенных смесях, при изотермических условиях. Разработанные технологии были внедрены на предприятиях среднего к специального машиностроения, металлургии с экономическим эффектом I млн. 770 твс. руб. в ценах 1992г.

Таким образом, в работе впервые осуществлен."! решение к. уп-аой нау .ной проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение- разработаны научные и технологические основы ХТО сталей в условиях самораспространяющеюся высокотемпературного синтеза.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:!. Штессвль Э.А.,Середа Б.П. Исследование структуры хронированных покрытий, полученных в нестационарных температурных

условиях// Ресурсойбарегаиц-'й! технология поверхностного упроч-

36

некая деталей мютл. Сб.трулоз , Г9Ь7 .С.97-.¡ГО,

2.'.<ь;>чда ь.[(. Исследование Зорвровакиих юлрытиИ, пол?"«''-.-, пря нчстаиаонарнах тендературних условиях// Сооремешшэ таич-догические методы повышения надежности и долговечности дета vi:' машин в инструмента. Там же-М.,1988.0 62-65.

3. Исследование процессов ворсования сталей пря нестацк»-нврных температурных условиях/ Ю.М.Лахтин,Я.Д.Коган,Э.А.Штеосв,н Б. П.Середа// Прогрессивные технологические процессы термической и химико-термической обработки деталей машин я инструмента: Тез. докл. Всесошн. кокф. -Ижевск, I987-C. 22.

v I.Структура и свойства легированных боридных покрытий/ Я.Д. Коган,Е.П.Костогоров, Б.П.Середа и др.// Методы повышения конструктивной прочности металлических материалов.М.:ИЩГГП,1988, С.126

5.Упрочняющая обработка сталей борированаем при нестационарных температурных условиях/Я.Д.Коган,Б.П.Середа,Э.А.Штессель и др.// Оовышенае надежности я долговечности материалов и деталей машин на основе но?ых методов термической я химико-термической обработки. Тез. докл.Всесоюзн.'Конф.-М.,1988.С.81.

о.Коган Я.Д.,Инякия A.A.,Середа Б.П. Исследование структуры 'лромборидных покрытий, полученных на титане в нестационарных температурных условиях//Совремешше методы повышения надежности и долговечности деталей машин: Сб.тр.МАДЙ-М.,1989-С<38

7. A.C. Л I541304 Состав для хромирования стальных изделий /Ю.М.Лахтин,Я.Д.Коган,Б.П.Середа н др., 1990.

8.А.С. #1520142 Состав для хромирования стальных изделий /¡D.U.Лахтин.Я.Д.Когап,Б.П.Середа я др.1989.

9. A.C. Л1527321 Состав для хромирования стальных изделий /Ю.К.Лахтин,Я.Д.Хогаи,Б.П.Середа и др. 1989.

10. A.C. AI540I26 Соотав для хромирования оталышх изделий /Ю.М.Лахтин.Я.Д.Коган,Б.П.Середа и др. 1990.

11. Исследование возможности повышения износостойкости вта* овых сталей методом газотранспортных СВС-покрытиЗ/Э.А. Штоссоль, Е.П.Костогоров, Б.П.Середа и др. Отчет *285-88.ДСЛ. Черноголовка,ИСМАН,1988- 60 с.

12. Наненсение защитных покрытий методом газотраиспортны' реакций к электроискрового легирования электродами, полученными методами СВС-экструэия/Э.А.Штессель,Е.П.Костогоров, Б.П.Середа и др.Отчет №213/38.ДСП.Черноголовка.ИСМАН,1988-81с.

. . Середа Б.И. Иолучоиив борохромиров'днных покрытий больше толщина в условиях С ВС .//Прогрессивные методы получения конструкционных материалов я покрытий, пов'паавдиг долговечность деталей машин и инструмента: Тез. докл. межреспубл. конф. Волгоград: ВПИ,1990.С.21.

14. Середа Б.П.,Скачков В.А. Исследование трещшостойкоо-ти защитных борированяых покрытий полученша в условиях СВС. Там хе. С.61.

15.Середа Б.П. Методические указания во выполнению лабораторных работ по курсу "Техника металлургического эксперимента". Донецк: ДМАШ1,1991-60с .

16.Середа Б.П.«Скачков В.А.«Косинскяй В.В. Мяхромаханичес-кий подход к процессом термомеханической обработки порошковых керамических материалов// Физика в механика пластик скях деформаций порошковых материалов.Тез.докл.межреспубл. конф. Луганск: ЛиСИ,I99I-C.II.

17.Середа Б.П.Получение покрытий большой толщины арж нестационарных температурных условиях// Новые • утериалы л. ресурсосберегающие технологии термической я химико-термической обработки в машиностроения я мет ллургии.^ез. докл. Всесоюзн. конф.Новокузнецк:Hßi,I99I-C.65-86.

18.Середа Б-П-.^олобсв Г.А. Исследование остаточных напряжений в покрытиях, полученных в условиях СВС.Там же.С.86.

19.Середа Б.П.Получение алюминиевых расплавов с пониженным содержащем неметаллических примесей и интерметаллидов// Неметаллические включения и газы в литейных сплавах.Тез.докл. Респуб. конф. Эаоаорожье:ЗМИ,199I,С.67-68.

20.Середа Б.П.,Падалка В.П.Фильтрование магниевых расплавов от неметаллических материалов с применением фильтров, полученных в условиях СВС.Там же. С.69.

21.Середа Б.П.Исследование свойств порошков полученных в условиях СВС // Технология и оборудование производс тв цвв'-ных и черных металлов я сплавоз. Клев :Л5К B0.I99I.C.44-48.

22.Середа Б.П..Колооов Г.А.,Дрозденко A.B. Исследование свойств порошков титана в процессе пневмоклассирикации. Там же. С.27-33.

23.Середа Б.П..Колобов Г.А. Моделирование процессов формирования защитных покрытий в режиме -чплового самовоспламене-

пая СВС- систем //Теория и практика СВС~процзссоа.Тоз..0о:и. Всесыш.конф.Алма-Ата: ИСМАН,19Э1-0.82.

24.Середа Б.П.»Колобов Г.А.Получение титановых покрытк? прн нестационарных температурных условяях//Порошкопая метгигг;',. гия.Тез.докл.Всесоюэн. коиф. Мянск:Тохноэкс,1991.С.78-80.

25.Середа Я.U.,Колобов Г.А...^ооэденко к.à. Исследований похаровзрывоопаенооти производственных процессов получения порошков титана// Пожаровзрывобеэопасность производственных процессов в металлургии.Тез.докл.Всесоюэн.конф.Носква:МИСИС,1991, С.57-59.

26.Середа Б.П.,КолобовГ.А.,ОлишивоцВ.А. Исследование влияния распшхтовки на воспламеняемость порошков титана. Там хе.

С.60-63.

27.Високоннтоясипаый ссос.б получения покрытий в условиях СВС/Я.Д.Ко1"аа,5.и.Сореда>Э.А,Штвссвль и до.// Металловедение

й теряическая обработка металлов, 1991, Я 6,0.39-40.

28.Серад) Б.П. Композиционние защитные покрытия, полученные в условиях СВС// Материалы в упрочняющая технология-91. Тез. докл. коаф.Курск:КМИ,1991,С.64.

29.Середа Б.П.»Колобов Г.А. Моделирование процессов нанесения хромборикных покрытий, полученных при нестационарных температурных условиях. Там. se.С.67.

30.Середа Б.П. Методические указания по выполнению курсовой работы по курсу" Теория меитрометаллургических процессов" Донецк: ДМАПП,1991-25о.

31.Середа Б.П.Получение защитах покрытий в условиях СВО. // 7-1 Международный конгресс по новым материалам. Бвльфорт (Фрейда): сИА,С.30-41.

32.Свреда Б.П. Получение алитироваяных покрытий в условиях СВС // I-а Собрание металловедов Россия.Пенза,I993-C.4&-47.

33.Середа Б.П..Боровская Т.М. Структура и фазовый оостав хромированных покрытий полученных в условиях СВС.Там ке.С.47-4в.

34.Середа Б.П.,Я.Д.Коган, В.П.Костогоров Получение хромированных покрытий в условиях СВС.//Металловяденяе я термическая обработка металлов, 1994, А 2 ( принято к печати).

35.Я.Д.Когая,Б.П.Середа,Костогоров В.П. Получение боря' дынных покрытий в условиях СВС. Там яе.