автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Получение диффузионных никелевых и алюминиевых покрытий в жидкометаллических растворах на порошковых материалах

На правах рукописи

ЮРЧИК Сергей Михайлович

ПОЛУЧЕНИЕ ДИФФУЗИОННЫХ НИКЕЛЕВЫХ И АЛЮМИНИЕВЫХ ПОКРЫТИЙ В ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСТВОРАХ НА ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛАХ

05.02.01 - Материаловедение (в машиностроении)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар - 2004

Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Артемьев Владимир Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Прусаков Борис Алексеевич;

кандидат технических наук, доцент Чуфистов Олег Евгеньевич

Ведущая организация:

ОАО НИИМонтаж (г. Краснодар)

Защита состоится 01 июля 2004 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.02 Кубанского государственного технологического университета (350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, ауд. А-229). E-mail: ariemvev(3>Jaibs tu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета.

Автореферат разослан мая 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного сове'""

канд. техн. наук, доцент

А.В. Пунтус

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Разработка и исследование новых материалов .является приоритетным, направлением' научно-технической деятельности для большинства промышленно развитых стран. В настоящее время широкое распространение в различных отраслях промышленности получила порошковая металлургия (ПМ). Изделия из порошковых материалов обладают рядом преимуществ, но при этом из-за остаточной пористости и других особенностей структуры по физическим, механическим и химическим характеристикам уступают аналогичным литым материалам.

Одним из наиболее перспективных способов повышения эксплуатационных свойств изделий, полученных методом ПМ, является формирование на их поверхности диффузионных покрытий. Нанесение диффузионных покрытий на порошковые материалы на сегодняшний день еще недостаточно изучено. Эго требует дальнейших исследование и разработки новых способов получения покрытий.

Диссертационная работа выполнена на кафедре материаловедения и автосервиса в соответствии с госбюджетной темой № 4.2.01-05 «Разработка и освоение новых технологических процессов получения и производства деталей с особыми физико-механическими свойствами».

Цель работы. Исследование взаимосвязи между основными параметрами технологического процесса, структурой и свойствами никелевых и алюминиевых покрытий на порошковых материалах при диффузионном насыщении в жидкометаллических растворах на основе легкоплавких металлов.

Основные задачи исследования:

- исследовать влияние параметров технологического процесса на состав и структуру диффузионных слоев;

- изучить влияние пористой структуры материала (общей пористости,

размеров пор и их распределения) на кинетику

- исследовать морфологию пористой структуры материала после диффузионного насыщения;.

- исследовать структуру и характер распределения элементов покрытия в диффузионном слое;

- оценить влияние совмещения процесса спекания и диффузионного насыщения на физико-химические и механические свойства материалов;

- исследовать коррозионную стойкость конструкционных материалов с покрытиями в растворах кислот, щелочей и солей;

- исследовать жаростойкость диффузионных никелевых и алюминиевых покрытий;

- определить механические свойства порошковых материалов с диффузионными никелевыми и алюминиевыми покрытиями;

- разработать математическую модель формирования диффузионных покрытий в среде жидкометаллических растворов;

- разработать методики и технологический процесс для получения и исследования покрытий на деталях из металлических порошков в среде жид-

%м

кометаллических растворов. ''

Научная новизна работы. Впервые разработана математическая модель формирования диффузионных покрытий на порошковых материалах, позволяющая по заданным режимам насыщения с учетом пористости материала определять общую глубину, распределение легирующего элемента и характер изменения микротвердости в диффузионном слое.'

Обосновано и экспериментально доказано, что проведение кратковременного предварительного отжига неспеченных образцов непосредственно перед диффузионным насыщением приводит к увеличению глубины покрытия.-

Впервые установлена взаимосвязь между параметрами пористой структуры исходного материала (остаточной пористостью, средним диаметром пор и распределением пор по размерам), технологическими рёжи-

мами насыщения и параметрами пористой структуры после насыщения.

Установлена концентрационная зависимость и определены эффективные коэффициенты диффузии никеля в изделиях различной пористо -сти.

Экспериментально обосновано, что алюминиевые и никелевые покрытия являются эффективными способами защиты деталей из порошковых материалов от коррозионного воздействия растворов солей, кислот и для повышения жаростойкости деталей.

Научная новизна подтверждается патентом на изобретение №2174059 и авторским свидетельством на программу для ЭВМ № 2000610158.

Практическая значимость работы. Разработан новый способ получения покрытий на изделиях из порошкового железа с использованием предварительного отжига в едином технологическом цикле.

По результатам экспериментальных исследований определены технологические режимы формирования диффузионных алюминиевых и никелевых покрытий на порошковых и компактных материалах.

Создана математическая модель позволяющая выбирать технологические режимы насыщения с учетом пористости материала для получения диффузионных алюминиевых и никелевых покрытий на порошковых изделиях заданной глубины и характера распределения легирующего элемента и микротвердости.

Создана компьютерная программа и разработана методика определения параметров пористой структуры материалов: остаточной пористости, среднего диаметра пор и распределения пор по размерам.

Разработана усовершенствованная методика для определения эффективных коэффициентов диффузии по методу Мотано-Больцмана, основанная на аппроксимации сглаживании концентрационной кривой кубическим сплайном.

Разработаны рекомендации по использованию диффузионных алюминиевых и никелевых покрытий применительно к изделиям из порошковых материалов.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в ООО «Кубаньгазпром», где используются для повышения коррозионной стойкости деталей приборов при геофизических исследованиях скважин на Краснодарском подземном хранилище газа; при проведении научно-исследовательских работ и в учебном процессе в КубГТУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: 4 и 5 Собраниях металловедов России (Пенза 1998г.; Краснодар 2001г.); Международной научно-практической конференции «Теоретические, конструкторско-технологические, организационные проблемы и обеспечение качества при создании и освоении новых изделий» (Казань 1999г.); III Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (Пенза 2000г.), краевой научно-технической конференции «Проблемы технологии производства и ремонта техники» (Краснодар 2000г.); Международной, научно-практической конференции «Инженерно-техническое обеспечение и машинно-технологические станции в условиях реформирования АПК» (Орел 2000г.); Международной научно-практической конференции «Новые материалы и технологии на рубеже веков» (Пенза 2000г.); IV Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (Пенза 2001г.); XVIII совещания по температуроустойчивым функциональным покрытиям (Тула 2001г.); Всероссийской научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (Пенза 2001г.); Международной научно-практической конференции «Инженерия поверхности и реновация изделий» (Ялта 2002 г.); II Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в машиностроении» (Пенза 2002).

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 15 печатных работ, получен 1 патент РФ и авторское свидетельство на программу для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,

6 глав, заключения, основных выводов, списка литературных источников и

7 приложений. Основная часть работы изложена на 195 страницах, включает 7 таблиц и 94 рисунка. Список литературных источников включает 175 наименований, из них 34 на иностранных языках.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность, практическая значимость работы, изложены цели и задачи исследований, дана общая характеристика работы.

В первой главе проведен анализ коррозионной стойкости конструкционных порошковых и компактных материалов в растворах кислот, щелочей, солей. Рассмотрены и проаналшированы способы их защиты с помощью покрытий. Выполнена оценка влияния покрытий на механические свойства материалов.

Проанализированы достоинства и недостатки методов поверхностного упрочнения. Рассмотрены диффузионные процессы при химико-термической обработке металлов и сплавов, и факторы, влияющие на них. Проанализированы особенности формирования диффузионных покрытий на порошковых материалах и выполнен анализ особенностей формирования диффузионных покрытий в жидкометаллических растворах.

На основе проведенного анализа современного состояния вопроса сформулированы цели и определены задачи исследования.

Во второй главе описаны объекты исследования и способы обработки экспериментальных данных. Исследования по получению диффузионных покрытий в среде жидкометаллических растворов осуществляли на реконструированной двухколпаковой электропечи СГВ-2.4-2/15-ИЗ, по-

зволяющей осуществлять термические процессы в вакууме или в среде нейтральных газов при температуре до 1500°С.

Объекты исследования. Объектами исследований являлись образцы, полученные методами ПМ из порошковых материалов ПЖВ 2.160.26, ПЖВ 4.160.26 и ПЖР 2.200.26 (ГОСТ 9849-86), а также на образцах из армко-железа и сталей 25, 45. Образцы из порошковых материалов изготавливали пористостью 5,10,15 и 25%.

Методы исследования. Экспериментальные исследования особенностей формирования, структуры и их свойств выполнены с помощью металлографического анализа на микроскопах ММР-4 и МИМ-8, микродюро-метрического на ПМТ-3. Распределение элементов по сечению покрытия и прилегающей зоне исследовали на растровом электронном микроскопе JCXA-733 фирмы JEOL (Япония). Для изучения морфологии пор использовали созданный нами комплекс, включающий микроскоп ММР-4, оснащенный цифровой фотокамерой, и ЭВМ. Обработка результатов осуществлялась с использованием специально разработанной нами компьютерной программы. Общую, открытую и закрытую пористость материалов определялась методом гидростатического взвешивания по ГОСТ 18898-89. Коррозионную стойкость образцов оценивали весовым и потенциостатиче-скими методами. Потенциостатические кривые снимали на потенциостате ПИ-50-1.1. Жаростойкость определяли по увеличению массы образцов согласно рекомендациям ГОСТ 6130-81. Механические характеристики при статическом растяжении, сжатии и на изгиб определяли на универсальной испытательной машине Р-10 в соответствии с ГОСТ 1497-84, ГОСТ 1822785 и 14019-80.

На всех этапах исследований проведена технологическая и метрологическая подготовка эксперимента, количественная оценка полученных результатов измерений выполнена с использованием методов статистической обработки.

В третьей главе проведен теоретический анализ аспектов формирования диффузионных покрытий в жидкометаллических растворах на порошковых материалах.

Решающее влияние на характер формирования диффузионных покрытий на спеченных материалах оказывает пористость. При этом следует дифференцировать размеры, форму, равномерность распределения и характер пор (открытые или закрытые). Все металлокерамические материалы в зависимости от соотношения открытых и закрытых пор условно разделяют на три группы: непроницаемые - все поры закрытые; проницаемые -все поры открытые; полупроницаемые - часть пор открытые. Диффузию в этом случае следует рассматривать как результирующую трех диффузионных потоков: поверхностного (по поверхностям пор), граничного (по границам зерен, межчастичных контактов) и объемного (по объему зерен):

Причем в зависимости от пористости насыщаемого материала соотношение между этими составляющими диффузионными потоками будет различным. Кроме того, диффузионное насыщение порошковых материалов в жидкометаллических растворах сопровождается проникновением насыщающей среды в открытую пористость.

В случае насыщения высокоплотных спеченных материалов объемный диффузионный поток преобладает над поверхностным и граничным. При насыщении высокопористых материалов превалирующим является факт проникновения насыщающей среды в глубь изделия по открытым порам. Для этого случая поверхностный и граничный диффузионный потоки значительно больше объемного:

При насыщении высокопористых материалов превалирующим является факт проникновения насыщающей среды в глубь изделия по откры-

0)

Зоб ^ ]пов 3гр .

(2)

тым порам. Для этого случая поверхностный и граничный диффузионный потоки значительно больше объемного:

Jmв > >-> Лб. (3)

При этом исходная пористость в процессе насыщения не остается постоянной. Формирование диффузионных слоев на поверхности открытых пор сопровождается уменьшением площади сечения канала открытой поры, что приводит к уменьшению потока насыщающей среды в глубь изделия. В результате происходит полное или частичное «залечивание» открытых пор, исключающее проникновение среды в глубь изделия. Таким образом, процесс диффузионного насыщения проницаемых материалов можно разделить на два временных этапа, разделенных моментом полного «залечивания» открытых пор.

Кроме диффузионного потока ¡„у действующего с поверхности-изделия, на некоторой глубине действует поток обусловлен-

ный проникновением транспортной среды по открытым порам - поток

'Ж—Ж

у — суммарный по всем порам (рис. 1). Поскольку, коэффициент диффузии в жидкой фазе намного больше коэффициента диффузии в твердой фазе, концентрация насыщающего расплава на поверхности и на глубине при наличии потока уж-ж будет одинаковой, а значит, ]п — ]'а. В момент в р е м е ни о о т -

ветствующий полному «залечиванию» пор поток }ж~ж — 0. Это приводит к началу обеднения насыщающим элементом закупоренного в порах транс-

§пр

Рисунок 1 - Схема диффузионного насыщения проницаемого материала в жидкометаллическом транспортном растворе

портного расплава, являющегося источником диффузионного потока Уд, и соответственно к уменьшению его интенсивности, т.е. Л,—>0. Момент времени, соответствующий исчезновению потока Уд, обозначим т„б.

С учетом этого соотношение диффузионных потоков при насыщении • проницаемых материалов:

Таким образом, изменяя температурный режим диффузионного процесса, варьируя фазовым составом насыщающего транспортного расплава, изменяя концентрацию диффузанта в насыщающей среде, а также подбирая пористость и структурные параметры исходного материала можно изменять соотношение внутренних и внешних диффузионных потоков в системе. При этом будет изменяться концентрация насыщаемого элемента в поверхностных слоях, а также скорость установления этой концентрации, что в совокупности позволит управлять параметрами покрытий в процессе их формирования.

В четвертой главе исследовано взаимодействие жидкометалличе-ских сред с компактными и спрессованными материалами. Обоснован выбор жидкометаллической транспортной среды на основе свинца и эвтектики свинец-висмут, обеспечивающей возможность и эффективность получения диффузионных алюминиевых и никелевых покрытий на порошковых материалах. Показано, что процесс равномерного растворения поверхности порошковых материалов имеет большую интенсивность по сравнению с компактными. Однако, в силу кратковременности растворение не будет являться лимитирующим фактором в процессе диффузионного насыщения. Обнаружено проникновение расплавов по открытым порам вглубь материала, способствующее увеличению общей глубины диффузи-

л + Л, +1 ] = • jn + Л,» Л>

;Ж-Ж

при 0 < х < г5 пРи Тзал' < Т < Г "Ри- *об< т

ЗОЯ

об

"(4)

онного слоя. Установлено, что проникновение транспортирующей среды в глубь порошкового материала зависит от пористости образцов, режимов насыщения (температура и время насыщения), физических свойств расплава. Введение в жидкометаллический расплав легирующих элементов изменяет проникающую способность расплава: никель увеличивает, а алюминий уменьшает глубину проникновения свинца, что связано с изменением смачиваемости железа.

Изучено влияние основных технологических параметров процесса насыщения на формирование диффузионных алюминиевых и никелевых покрытий. Установлено, что процесс формирования покрытий на порошковых и компактных материалах из жидкометаллического транспортного раствора подчиняются параболической зависимости изменения толщины диффузионного слоя от времени насыщения, а зависимость от температуры насыщения - экспоненциальному закону.

Исследована структура и определен химический состав диффузионных слоев. С увеличением пористости исходного материала толщина диффузионного слоя возрастает. Кроме того, пористость оказывает заметное влияние на структуру покрытия. Насыщение алюминием и никелем приводит к образованию на поверхности образцов диффузионного слоя, представляющего собой непрерывные ряды твердых растворов насыщающих элементов в железе.

Диффузионный слой на порошковых материалах в отличие от компактных состоит из двух зон (рис. 2,3,4). Первая - поверхностная область, характеризуется высокой концентрацией легирующего элемента и низкой (или полностью отсутствующей) пористостью. Вторая область образуется в результате адсорбции на стенках пор диффузанта в результате проникновения расплава по открытым порам. С ростом исходной пористости насыщаемого материала доля первой области в общей толщине диффузионного слоя уменьшается, а второй - возрастает.

Пористость

1 - первая область; 2 - вторая область

Рисунок 2 - Схема изменения характера диффузионного слоя с ростом пористости

а) б) в)

Рисунок 3 - Характерные микроструктуры никелевых покрытий X160 (1=1100° С, х=6 ч, РЬ)

а) армко-железо; б) порошковое железо: П=15%; в) порошковое железо: П=25%.

Рисунок 4 - Характерные микроструктуры алюминиевых покрытий х160 (1=1100° С, т=6 ч, РЬ)

а) порошковое железо: П=10%; б) порошковое железо: П=15%; в) порошковое железо: П=25%.

Пористость исходного материала влияет на характер распределения элемента покрытия по глубине диффузионного слоя. Увеличение исходной пористости приводит к снижению концентрации легирующего элемента на поверхности, но увеличивает общую глубину диффузионного слоя.

В процессе насыщения в результате процессов «залечивания» пор изменяется как общая пористость в поверхностных слоях, так и размеры пор, меняется картина распределения пор по размерам в диффузионном слое. Изменение среднего диаметра пор по глубине диффузионного слоя находится в определенной корреляции с изменением пористости (рис. 5). Сопоставление полученных зависимостей (рис. 5) с гистограммами распределения пор по размерам в различных участках диффузионного слоя, экспериментально подтверждают теоретические основы процессов и механизмов диффузии, протекающих в пористых материалах при насыщении их из жидкометаллических транспортных растворов.

а)

б)

Рисунок 5 - Изменение остаточной пористости (а) и среднего диаметра пор (б) в образцах после диффузионного никелирования (1000° С, 6 ч, РЬ) в зависимости от расстояния от поверхности

Проведенными исследованиями по кинетике формирования покрытий в расплавах свинца и эвтектики свинец-висмут не выявлено принципиальных отличий в строении диффузионных слоев, полученных из этих насыщающих сред. Однако, толщина покрытий, полученных из насыщающей среды на основе эвтектики свинец-висмут, превосходит толщину покрытий полученных из расплава свинца.

Анализ влияния содержания углерода в насыщаемых материалах на процессы формирования алюминиевых и никелевых покрытий показал, что углерод не оказывает влияние на изменение величины коэффициентов взаимной диффузии. Однако, поскольку никель и алюминий не карбидооб-разующие элементы, насыщение ими приводит к оттоку углерода вглубь образца, что выражается в формировании обезуглероженной зоны при переходе от покрытия к основе.

Проведены исследования по совмещению процессов спекания и диффузионного насыщения алюминием и никелем в едином технологическом цикле. Насыщение N1 и А1 образцов не подвергнутых предварительному спеканию осуществляли по той же технологии, что и для спеченных. Строение диффузионных слоев на неспеченном материале и на предварительно спеченном материале при равной исходной пористости имеет одинаковый характер. Однако диффузионные покрытия на неспеченных образцах отличаются большей неравномерностью по толщине. Неравномерность толщины диффузионных слоев на неспеченных образцах объясняется неоднородностью свойств прессовки и более развитой пористостью. В то время как в результате предварительного спекания происходят процессы гомогенизации, способствующие выравниванию свойств материала по всему объему прессовки.

Исследования по совмещению процессов спекания и диффузионного насыщения проводили также после предварительного отжига в среде аргона, непосредственно над ванной с жидкометаллическим раствором. Темпе-

ратуру отжига варьировали от 900 до 1100° С. Продолжительность отжига составляла 1 час. После чего изделия погружали в ванну для диффузионного насыщения. Экспериментально установлена интенсификация процесса формирования покрытия после предварительного отжига (рис. 6 а). Структура диффузионного покрытия, полученного после предварительного отжига, идентична строению диффузионных покрытий, полученных без предварительной термической обработки (рис. 6 б). В результате дополнительной активацией поверхности в процессе предварительного отжига и гомогенизацией основных параметров пористой структуры наблюдается прирост толщины диффузионного слоя и повышение равномерности покрытий по толщине по сравнению с покрытием, полученным при тех же режимах на спеченных образцах без предварительного отжига.

Температура предварительного отжига, °С

а) б)

Рисунок 6 - Зависимость толщины (а) никелевого покрытия от температуры предварительного отжига и микроструктура (б) покрытия х160 (предварительный отжиг: t=1000° С, т=1 ч, насыщение при 1000° С, т=2 ч)

В пятой главе проведены результаты исследований эксплуатационных свойств исследуемых материалов с покрытиями.

Коррозионная стойкость материалов с покрытиями. Коррозионные и электрохимические испытания проводили в водных растворах №0,

N301!, НМОз, Н^БО^ ГОЮз+КгСгО*. Коррозионные испытания осуществляли при температуре 20° С на базе до 100 часов.

О стойкости покрытий судили по внешнему виду, изменению веса образцов, по потенциостатическим кривым, а также по микроструктуре диффузионных слоев. Результаты проведенных исследований позволили сделать вывод, что коррозионная стойкость покрытий зависит от концентрации легирующего элемента на поверхности изделий. Как правило, с ростом концентрации коррозионная стойкость возрастает (рис. 7). Исключение составляет стойкость алюминиевых образцов в гидроксиде натрия.

Рисунок 7 - Зависимость потенциала коррозии от концентрации легирующего элемента на поверхности образца в растворах хлорида натрия.

Поскольку, интенсивность коррозионных процессов пропорциональна количеству ионов, участвующих в реакциях, между степенью заполнения поверхности покрытия коррозионно-активными ионами и стойкостью испытуемого материала в агрессивной среде существует пропорциональная зависимость. Использование электрохимических методов позволило исследовать коррозионные процессы, оценивая адсорбцию агрессивных ионов из растворов по уравнению Ленгмюра. При этом установлено, что

при концентрации никеля 67% № и алюминия 17% изменяется адсорбционная способность поверхности диффузионного слоя, в различных растворах вне зависимости от природы агрессивной среды, что является следствием существенного изменения коррозионной стойкости изделий при дальнейшем увеличении концентрации легирующего элемента на его поверхности.

По сравнению с непокрытыми образцами, никелевые покрытия, показали высокую коррозионную стойкость во всех исследованных агрессивных средах. Алюминиевые покрытия хорошо защищают изделия в растворах хлорида натрия и растворах кислот.

Жаростойкость. Испытания на жаростойкость проводили в атмосфере воздуха при температурах до 700° С в течении 30 мин. Оценку стойкости против окисления осуществляли по изменению веса образцов и результатам металлографического анализа. Установлено, что никелевые и алюминиевые покрытия на спеченном железе повышают его жаростойкость в 5 и 2,2 раза соответственно по сравнению с непокрытыми образцами (рис. 8). При этом положительный эффект достигается, во-первых, из-за изменения химического состава поверхности образцов, в результате чего образуется плотные оксидные пленки N¡0 и АЬОз, препятствующие дальнейшему проникновению кислорода воздуха к поверхности изделия. Во-вторых, за счет «залечивания» открытых пор уменьшается площадь поверхности контакта материла образца с агрессивной средой, что также способствует снижению окисления.

Рисунок 8 - Жаростойкость образцов с покрытиями на спеченном железе, 1=700 С

Механические свойства. Прочностные характеристики материалов с покрытиями зависят от многих факторов (уровня механических напряжений, распределения напряжений в основном материале и покрытии, скорости приложения нагрузки, температуры, параметров пористой структуры и др.) При таком многообразии факторов единым критерием, определяющим прочность, служит деформация материала с покрытием, при повышении -которой возможно отслаивание и растрескивание покрытия.

Испытаниям подвергали образцы из спеченного железа пористостью П=15% без покрытия и с алюминиевыми и никелевыми покрытиями.

Статическое растяжение. Образцы без покрытия имеют хрупкий характер разрушения, характерный для спеченных материалов с данной пористостью. Фрактографическими исследованиями установлено, что в изломе порошковых материалов с диффузионными алюминиевыми и никелевыми покрытиями наблюдаются вязкие составляющие (рис. 9). Никелевые и алюминиевые покрытия повышают физический предел текучести с у непокрытого образца до у образца с никеле-

вым покрытием и до у образцов с алюминиевыми покрытия-

ми, т. е. в 2,8 и в 2 раза соответственно. Временное сопротивление разрушению покрытых образцов возрастает в 2,7 и 2,5 раза и составляет о, = 179 МПа и св = 165 МПа у покрытых соответственно никелем и алюминием. Возрастает и пластичность покрытых образцов. Относительное удлинение покрытых никелем и алюминием образцов составляет что в 4 раза больше относительного удлинения образца без покрытия. Предел прочности при изгибе испытуемых образцов без покрытия составил образцов покрытых никелем и алюминием и

ои = 263 МПа соответственно.

Статическое сжатие. Оценку прочности сцепления покрытий с основой проводили при испытаниях на статическое сжатие. Образцы с диффузионными алюминиевыми покрытиями разрушались с образованием тре-

щины, расположенной под углом 45° к направлению приложения нагрузки, при осадке 57,8%. Образцы, покрытые никелем, деформировались без разрушения и образования трещин вне зависимости от степеней деформации. При этом отслаивание покрытий не наблюдалось, что указывает о высокую прочность сцепления покрытия с основой. Образцы без покрытия разрушались с образованием на цилиндрической поверхности глубоких трещин, не выдерживая 50%-ную осадку.

Рисунок 9 - Фрактограмма диффузионного алюминиевого покрытия на неспеченном железе

В результате механических испытаний установлено, что диффузионные никелевые и алюминиевые покрытия имеют высокую адгезионную прочность, повышают предел прочности, предел текучести и пластичность спеченных материалов. Данный эффект в основном реализуется за счет увеличения межчастичных связей в порошковом материале в результате диффузии элементов покрытия и «залечивания» пор порошкового материала, что способствует повышению эксплуатационных свойств деталей с покрытиями.

В тестой главе приведена разработанная усовершенствованная методика для определения зависимости эффективных коэффициентов диф-

фузии по методу Матано-Больцмана, основанная на аппроксимации и сглаживании концентрационной кривой кубическим сплайном. Определены эффективные коэффициенты диффузии и изучена взаимная диффузия в системе Fe-Ni при насыщении компактных и пористых спеченных материалов из жидкометаллических легкоплавких транспортных расплавов. Анализ полученных зависимостей (рис. 10) показал, что эффективный коэффициент взаимной диффузии изучаемой системы сильно зависит от

концентрации элемента покрытия. Значения -О (с ) при 1100° С в системе пористое железо - никель оказались выше, чем для системы компактное железо - никель при пористости насыщаемого железа 25% на всем интервале концентраций.

0 20 40 60 80 100

Концентрация N1, ат. %

-Армко-железо - • - П=15%-П=25%

Рисунок 10 - Концентрационная зависимость Э (с ) в системе Fe-Ni при температуре 1100° С и различной пористости насыщаемого железа.

Разработана математическая модель, позволяющая по заданным режимам диффузионного насыщения с учетом пористости насыщаемого материала определять общую толщину диффузионного покрытия, распределение концентрации легирующего элемента в диффузионном слое и зависимость микротвердости покрытия от расстояния от поверхности. С помощью созданной модели для системы Fe-Ni определена зависимость микротвердости от концентрации №.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Определены и обоснованы технологические режимы нанесения диффузионных алюминиевых и никелевых покрытий на порошковые материалы в жидкометаллических растворах, обеспечивающие равномерное распределение и требуемую концентрацию легирующих элементов, а также заданную глубину упрочненного слоя.

2. Впервые установлена взаимосвязь между параметрами пористой структуры исходного материала, технологическими режимами насыщения и параметрами пористой структуры после насыщения.

3. Обосновано и экспериментально доказано, что проведение кратковременного предварительного отжига неспеченных образцов непосредственно перед диффузионным насыщением приводит к увеличению глубины покрытия.

4. Исследованиями установлена зависимость остаточной пористости и среднего диаметра пор в диффузионном покрытии от концентрации легирующего элемента. Полученные гистограммы распределения размеров пор в различных участках диффузионного слоя на материалах различной пористости, подтверждают сделанные теоретические предположения о механизмах и процессах диффузии, протекающих в пористых материалах при насыщении их из жидкометаллического транспортного раствора.

5. Впервые разработана математическая модель формирования диффузионных покрытий на порошковых материалах, позволяющая по заданным режимам насыщения с учетом пористости материала определять общую глубину диффузионном слоя, распределение легирующего элемента и характер изменения микротвердости в диффузионном слое.

6. Создана компьютерная автоматизированная система графического анализа пор в порошковых материалах, позволяющая количественно определять пространственные геометрические параметры структуры: пористость, распределение пор по размерам, средний диаметр пор.

7. Разработана усовершенствованная методика для определения зависимости- эффективных, коэффициентов диффузии по методу Матано-Больцмана, основанная на аппроксимации и сглаживании концентрационной кривой кубическим сплайном. С помощью данной методики впервые определены эффективные.коэффициенты диффузии и изучена взаимная диффузия в системе Бе-№ при насыщении компактных и пористых спеченных материалов из жидкометаллических растворов.

8. Фрактографическими исследованиями установлено, что в изломе порошковых материалов с диффузионными алюминиевыми и никелевыми покрытиями наблюдаются вязкие составляющие, тогда как излом на неуп-рочненном материале имеет выраженый хрупкий характер.

9. Установлено, что коррозионная стойкость исследуемых покрытий зависит от концентрации легирующего элемента на поверхности изделий. Установлено, что полученные покрытия являются эффективным способом защиты деталей из порошковых материалов от воздействия растворов

а также от окисления при температурах до 700°С на воздухе. Испытания на прочность при статическом растяжении порошковых образцов с покрытиями показали повышение физического предела текучести в 2...2,8 раза, в зависимости от покрытия, временного сопротивления разрушению в 2,5...2,7 раза, относительного удлинения в 4 раза по сравнению с образцами без покрытий.

10. Внедрены в производство результаты работы, имеющие практическое значение: покрытия, обеспечивающие эффективную работу приборов геофизического мониторинга; компьютерная автоматизированная система графического анализа пор в конструкционных материалах.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Артемьев В.П., Юрчик СМ. Формирование никельалюминиевых покрытий на изделиях из металлических порошков // Труды 4-го собрания металловедов России. - Пенза, 1998. - Ч. 2. - С. 7-8.

2. Юрчик СМ., Артемьев Б.1Ь Диффузионные никелевые покрытия на порошковых материалах // Теоретические, конструкторско-технологические, организационные проблемы и обеспечение качества при создании и освоении новых изделий: Технология, инновация, качество -99: Труды международной научно-практической конференции. - Казань: Казан. Гос. техн. ун-т, 1999. - С. 185-188.

3. Юрчик СМ., Артемьев Б.П. Кинетика формирования диффузионных никелевых покрытий на спечённых материалах // Прогрессивные методы эксплуатации и ремонта транспортных средств: Тезисы докладов четвёртой Российской науч.-техн. Конф. / Оренбургский гос. ун-т. - Оренбург: ОГУ, 1999.-С. 136-138.

4. Юрчик СМ., Артемьев В.П. Влияние пористости порошковых материалов на кинетику диффузионного никелирования // Современные технологии в машиностроении. Сборник материалов III Всероссийской науч.-практич. конф. Ч. Ь: Передовые промышленные технологии — Пенза, 2000. -С. 103-105.

5. Артемьев В.П., Юрчик СМ., Соколов Е.Г. Повышение эксплуатационных свойств деталей нанесением диффузионных покрытий // Проблемы технологии производства и ремонта техники / Тезисы докладов к краевой научно-технической конференции. - Краснодар: Изд. мн. уч. ДНТ, 2000. -С 17-18.

6. Соколов Е.Г., Юрчик СМ, Артемьев В.П. Технология нанесения диффузионных покрытий на порошковые материалы // Проблемы технологии производства и ремонта техники / Тезисы докладов к краевой научно-технической конференции. - Краснодар: Изд. мн. уч. ДНТ, 2000. -С 22-24.

7. Юрчик СМ., Артемьев В.П Оценка некоторых параметров диффузи онного насыщения деталей из компактных и порошковых материалов // Инженерно-техническое обеспечение и машинно-технологические станции в условиях реформирования АПК: Тезисы докладов Международной науч но-практической конференции. Т.2. - Орел: Изд. ОрелГАУ, 2000.

- С. 60-62.

8. Артемьев В.П., Юрчик С.М. Диффузионные покрытия на пресс-порошковых материалах // Новые материалы и технологии на рубеже ве ков. Сборник материалов научно-технической конференции. Ч. I. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2000. - С. 142-145.

9. Юрчик СМ., Артемьев В.П., Фролов В.Ю. Коррозионная стойкость изделий из порошкового железа с никель-алюминиевыми покрытиями в растворах, содержащих хлорид-ионы // Современные технологии в маши ностроении. Сборник материалов IV Всероссийской науч.-практич. конф. Ч. П. - Пенза - 2001. - С 36-38.

10. Артемьев В.П., Юрчик СМ. Повышение жаростойкости деталей ни-кельалюминиевыми покрытиями // Температуроустойчивые функциональ ные покрытия: Труды XVIII совещания по температуроустойчивым функ циональным покрытиям. 4.2. - Тула: Изд-во Тул. Гос. Пед. ун-та им. Л.Н. Толстого, 2001.-С 149-151.

11. Соколов Е.Г., Юрчик СМ., Артемьев В.П. Влияние предварительного отжига на процесс диффузионного насыщения порошковых материалов / Сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции "Мате риалы и технологии XXI века". Пенза, 2001. - 4.1. С.76-78.

12. Юрчик СМ., Артемьев В.П. Влияние пористой структуры спеченных материалов на диффузионные процессы при формировании никелевых и алюминиевых покрытий / Сб. трудов 5-го Собрания металловедов России.

- Краснодар: Кубан. гос. технол. ун-т, 2.001. - С.360-363.

13. Юрчик СМ. Задачи автоматизированного анализа структуры пористых материалов // Тезисы докладов 1-ой Российской конференции молодых ученых по физическому материаловедению. - Калуга: ИД «Манускрипт», 2001. - С. 94.

14. Артемьев В.П., Соколов Е.Г., Юрчик СМ. Формирование покрытий на порошковых материалах при совмещении процессов спекания и диффузионного насыщения // Инженерия поверхности и реновация изделий: материалы Международной научно-практической конференции, 20-30 мая 2002 г. Ялта - Киев: ATM Украины, 2002. - С. 6-8.

15. Юрчик СМ., Артемьев В.П. Методика определения зависимости эффективных коэффициентов диффузии от концентрации // Сборник статей II Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в машиностроении». - Пенза 2002. - С. 34-37.

Патенты и авторские свидетельства

1. Артемьев В.П., Юрчик СМ., Соколов Е.Г., Лапин A.M. Автоматизированная система графического анализа пор в конструкционных материалах. - Свид. об офиц. регистрац. программы ЭВМ. - №2000610158. - РФ, РОСАПО.-2000.

2. Способ химико-термической обработки изделий, спрессованных из металлических порошков / В.П. Артемьев, Е.Г. Соколов, С.М. Юрчик. -Патент Р.Ф. №2174059. - 11.01.2000. - Б.И. № 27.

Подписано в печать ЗМОЧ 2004 г. Зак № /УД.У. Тираж 100 экз. Лиц ПД№10-47020 от 11.09.2000 Типография КубГТУ. 350058, Краснодар, ул. Старокубанская 84/4

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Коррозионная стойкость конструкционных материалов в растворах кислот, щелочей, солей и их защита с помощью покрытий 11 1.1.1 Способы защиты от коррозии. Защитные покрытия

1.2 Механические свойства конструкционных материалов с покрытиями и без покрытий

1.3 Характеристика основных способов поверхностного упрочнения

1.4 Классификация методов диффузионного насыщения поверхности сплавов металлами

1.5 Особенности формирования диффузионных покрытий на порошковых материалах

1.6 Формирование диффузионных покрытий из жидкометаллических расплавов 39 1.6.1 Физико-химическая природа насыщения

1.7 Цели и задачи исследования

Глава 2 УСТАНОВКИ, ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, МЕТОДИКИ И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Установка для получения одно- и многокомпонентных покрытий

2.2 Технология нанесение покрытий из жидкометаллических растворов

2.3 Оборудование и методика изучения структуры и свойств

2.3.1 Микроструктурный анализ

2.3.2 Электронная микроскопия и микрорентгеноспектральный анализ

2.3.3 Методика исследования пропитки пористых материалов расплавами металлов

2.3.4 Механические испытания

2.3.5 Определение общей и открытой пористости

2.3.6 Исследование пористости и параметров пористой структуры диффузионных покрытий

2.3.7 Испытания на коррозионную стойкость

2.3.8 Испытания на жаростойкость 59 2.4 Материалы, образцы, математические и другие методы исследования

Глава 3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ФОРМИРОВАНИЯ ДИФФУЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ В ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСТВОРАХ

3.1 Физическая сущность метода

3.2 Требования к жидкометаллической транспортной среде

3.3 Теоретические аспекты формирования диффузионных покрытий в жидкометаллических расплавах на пористых материалах

3.4 Термодинамические, кинетические и технологические факторы управления процессом формирования покрытий

Глава 4 ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ

4.1 Взаимодействие жидкометаллических сред с компактными и спрессованными материалами

4.2 Влияние особенностей пористой структуры на кинетику формирования никелевых и алюминиевых покрытий

4.3 Кинетика формирования покрытий в зависимости от режимов насыщения

4.3.1 Влияние времени и температуры насыщения

4.3.2 Влияние насыщающей среды

4.3.3 Влияние углерода на кинетику формирования покрытия

4.4 Кинетика формирования покрытий при совмещении процессов спекания и насыщения

4.4.1 Насыщение неспеченных образцов

4.4.2 Насыщение неспеченных образцов после предварительного отжига

Глава 5 ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ С ПОКРЫТИЯМИ

5.1 Коррозионная стойкость в растворах хлорида натрия

5.2 Коррозионная стойкость в растворах гидроксида натрия

5.4 Коррозионная стойкость в растворах азотной кислоты

5.5 Коррозионная стойкость в растворах 5% H2SO4 и

15% HN03 +5% К2СЮ

5.5 Жаростойкость материалов с покрытиями

5.6 Механические свойства материалов с покрытиями

Глава 6 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ

6.1 Определение эффективных коэффициентов диффузии никеля в железо при диффузионном насыщении компактных и порошковых материалов

6.2 Математическое моделирование процессов диффузионного насыщения 166 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 175 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 176 Литература 178 Приложения

Разработка и исследование новых материалов является приоритетным направлением научно-технической деятельности для большинства промышленно развитых стран. Широкое распространение в различных отраслях промышленности получила порошковая металлургия (ПМ). На сегодняшний день это динамично развивающаяся область науки и техники.

При производстве детали методом ПМ коэффициент использования материала составляет 95%, а на выпуск 1 кг изделий тратится 29 МДж, соответствующие показатели для традиционных технологий механической обработки проката находится в пределах 40-50% и 66-82 МДж/кг [1]. Несмотря на такие очевидные преимущества ПМ, ей свойственны и определенные недостатки. Из-за остаточной пористости и других особенностей структуры порошковые материалы по физическим и механическим характеристикам уступают аналогичным литым материалам. Повышение коррозионной стойкости, жаростойкости и механических свойств спеченных материалов возможно с помощью получения материала с минимальной пористостью. Для решения этой задачи разрабатываются технологии теплого прессования [2], новые методы избирательного уплотнения наиболее ответственных зон изделий, в частности, поверхности зубьев шестерен [3], а так же высокоплотного спекания [4, 5]. Следует, однако, отметить, что такой известный и высокоэффективный способ повышения эксплуатационных характеристик деталей, каковым является химико-термическая обработка, в ПМ используется не в полной мере. Тогда как одним из очевидных преимуществ применения ХТО для порошковых материалов, является возможность совмещения процессов спекания и диффузионного насыщения в одной технологической операции.

Достижение высокого экономического эффекта при использовании покрытий во многом зависит от правильного выбора типа покрытия и способа его нанесения применительно к конкретным условиям эксплуатации. Наиболее перспективными для защиты спеченных материалов на основе железа можно считать защитные диффузионные покрытия, поскольку они обеспечивают наилучшую адгезионную прочность и эффективно «залечивают» открытую пористость [6].

Среди методов получения диффузионных покрытий с практической точки зрения наибольший интерес представляет жидкостной способ формирования покрытия из жидкометаллических растворов, который обладает рядом преимуществ [7-9]. Практическая реализация технологического процесса нанесения покрытий данным способом не требует сложного оборудования [7, 10, 11]. На компактных материалах способ обеспечивает меньшую продолжительность процесса для получения заданной толщины покрытия, чем у газового способа [9, 12], и возможность получать покрытия на внутренних и трудно доступных внутренних полостях изделия, что невозможно обеспечить твердофазным методом. Однако процессы получения диффузионных покрытий на порошковых материалах на сегодняшний день ещё недостаточно изучены. Из опубликованных в настоящее время работ следует, что на процессы формирования покрытий большое влияние оказывает пористость насыщаемого материала, однако имеющиеся в литературе данные по этому вопросу недостаточны, а зачастую и противоречивы. Это требует выявления закономерностей формирования покрытий из жидкометаллических транспортных растворов и создание новых способов управления составом и структурой покрытий полученных на порошковых материалах. Существующие методы исследования пористых структур в основном ограничиваются оценкой общей пористости материала, что не всегда достаточно и требует разработки методик более детального исследования структур покрытий на пористых материалах, не требующих сложного специального оборудования. Оценка эксплуатационных свойств материалов с защитными диффузионными покрытиями на порошковых материалах требует проведения исследований их коррозионной стойкости в агрессивных средах.

Решение данных проблем является актуальной задачей с научной и практической точек зрения.

В частности, одной из актуальных практических задач является разработка методов повышения коррозионной стойкости деталей приборов для геофизических исследований. Используемые в ООО «Кубаньгазпром» элементы приборов геофизического мониторинга (головка зонда локатора муфт (материал^ порошковое железо ПЖВ 4.160.26), шайба (материал ПЖВ 2.160.26) и колпак (материал сталь 20), работают в условиях агрессивного воздействия промывочных жидкостей, заполняющих скважины на Краснодарском подземном хранилище газа. Нанесение диффузионных защитных покрытий позволит повысить эксплуатационные свойства этих деталей и увеличить ресурс работы прибора мониторинга.

Высказанные соображения определили необходимость проведения специальных исследований, которые были осуществлены на кафедре материаловедения и автосервиса Кубанского государственного технологического университета.

Задачи исследования диссертационной работы:

- исследовать влияние параметров технологического процесса на состав и структуру диффузионных слоев;

- изучить влияние пористой структуры материала (общей пористости, размеров пор и их распределения) на кинетику формирования покрытий;

- исследовать морфологию пористой структуры материала после диффузионного насыщения;

- исследовать структуру и характер распределения элементов покрытия в диффузионном слое;

- оценить влияние совмещения процесса спекания и диффузионного насыщения на физико-химические и механические свойства материалов;

- исследовать коррозионную стойкость конструкционных материалов с покрытиями в растворах кислот, щелочей и солей;

- исследовать жаростойкость диффузионных никелевых и алюминиевых покрытий;

- определить механические свойства порошковых материалов с диффузионными никелевыми и алюминиевыми покрытиями;

- разработать математическую модель формирования диффузионных покрытий в среде жидкометаллических растворов;

- разработать методики и технологический процесс для получения и исследования покрытий на деталях из металлических порошков в среде жидкометаллических растворов.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Впервые разработана математическая модель формирования диффузионных покрытий на порошковых материалах, позволяющая по заданным режимам насыщения с учетом пористости материала определять общую глубину, распределение легирующего элемента и характер изменения микротвердости в диффузионном слое.

2. Обосновано и экспериментально доказано, что проведение кратковременного предварительного отжига неспеченных образцов непосредственно перед диффузионным насыщением приводит к увеличению глубины покрытия.

3. Впервые установлена взаимосвязь между параметрами пористой структуры исходного материала (остаточной пористостью, средним диаметром пор и распределением пор по размерам), технологическими режимами насыщения и параметрами пористой структуры после насыщения.

4. Установлена концентрационная зависимость и определены эффективные коэффициенты диффузии никеля в изделиях различной пористости.

5. Экспериментально обосновано, что алюминиевые и никелевые покрытия являются эффективными способами защиты деталей из порошковых материалов от коррозионного воздействия растворов солей, кислот и для повышения жаростойкости деталей.

Практическая значимость работы.

Разработан новый способ получения покрытий на изделиях из порошкового железа с использованием предварительного отжига в едином технологическом цикле.

По результатам экспериментальных исследований определены технологические режимы формирования диффузионных алюминиевых и никелевых покрытий на порошковых и компактных материалах.

Создана математическая модель позволяющая выбирать технологические режимы насыщения с учетом пористости материала для получения диффузионных алюминиевых и никелевых покрытий на порошковых изделиях заданной глубины и характера распределения легирующего элемента и микротвердости.

Создана компьютерная программа и разработана методика определения параметров пористой структуры материалов: остаточной пористости, среднего диаметра пор и распределения пор по размерам.

Разработана усовершенствованная методика для определения эффективных коэффициентов диффузии по методу Мотано-Больцмана, основанная на аппроксимации сглаживании концентрационной кривой кубическим сплайном.

Разработаны рекомендации по использованию диффузионных алюминиевых и никелевых покрытий применительно к изделиям из порошковых материалов.

На защиту выносятся:

1. Метод получения никелевых и алюминиевых покрытий на порошковых материалах в среде жидкометаллических растворов.

2. Технологические положения об управлении параметрами покрытий.

3. Кинетические зависимости получения диффузионных никелевых и алюминиевых покрытий.

4. Способ химико-термической обработки изделий, спрессованных из металлических порошков, заключающийся в том, что насыщаемые изделия перед погружением в ванну с жидкометаллическим раствором предварительно отжигают при температурах насыщения над поверхностью ванны в течение 0,5.1,5 ч.

5. Программа для ЭВМ «Автоматизированная система графического анализа пор в конструкционных материалах», основанная на методе стереологиче-ской металлографии.

6. Результаты анализа распределения размеров пор в различных участках диффузионного слоя на материалах различной пористости. Зависимость остаточной пористости и среднего диаметра пор в диффузионном покрытии от концентрации легирующего элемента.

7. Математическая модель, позволяющая по заданным режимам диффузионного насыщения с учетом пористости материала определять общую глубину диффузионного слоя, распределение концентрации легирующего элемента в диффузионном слое и зависимость микротвердости покрытия по глубине слоя.

8. Результаты коррозионных, механических испытаний и испытаний на жаростойкость полученных покрытий.

Результаты данной работы опубликованы в [10, 11, 13-27]. Диссертационная работа была выполнена в соответствии с госбюджетной темой № 4.2.0105 «Разработка и освоение новых технологических процессов получения и производства деталей с особыми физико-механическими свойствами».

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Определены и обоснованы технологические режимы нанесения диффузионных алюминиевых и никелевых покрытий на порошковые материалы в жидкометаллических растворах, обеспечивающие равномерное распределение и требуемую концентрацию легирующих элементов, а также заданную глубину упрочненного слоя.

2. Впервые установлена взаимосвязь между параметрами пористой структуры исходного материала, технологическими режимами насыщения и параметрами пористой структуры после насыщения.

3. Обосновано и экспериментально доказано, что проведение кратковременного предварительного отжига неспеченных образцов непосредственно перед диффузионным насыщением приводит к увеличению глубины покрытия.

4. Исследованиями установлена зависимость остаточной пористости и среднего диаметра пор в диффузионном покрытии от концентрации легирующего элемента. Полученные гистограммы распределения размеров пор в различных участках диффузионного слоя на материалах различной пористости, подтверждают сделанные теоретические предположения о механизмах и процессах диффузии, протекающих в пористых материалах при насыщении их из жидко-металлического транспортного раствора.

5. Впервые разработана математическая модель формирования диффузионных покрытий на порошковых материалах, позволяющая по заданным режимам насыщения с учетом пористости материала определять общую глубину диффузионном слоя, распределение легирующего элемента и характер изменения микротвердости в диффузионном слое.

6. Создана компьютерная автоматизированная система графического анализа пор в порошковых материалах, позволяющая количественно определять пространственные геометрические параметры структуры: пористость, распределение пор по размерам, средний диаметр пор.

7. Разработана усовершенствованная методика для определения зависимости эффективных коэффициентов диффузии по методу Матано-Больцмана, основанная на аппроксимации и сглаживании концентрационной кривой кубическим сплайном. С помощью данной методики впервые определены эффективные коэффициенты диффузии и изучена взаимная диффузия в системе Fe-Ni при насыщении компактных и пористых спеченных материалов из жидкометаллических растворов.

8. Фрактографическими исследованиями установлено, что в изломе порошковых материалов с диффузионными алюминиевыми и никелевыми покрытиями наблюдаются вязкие составляющие, тогда как излом на неупрочненном материале имеет выраженый хрупкий характер.

9. Установлено, что коррозионная стойкость исследуемых покрытий зависит от концентрации легирующего элемента на поверхности изделий. Установлено, что полученные покрытия являются эффективным способом защиты деталей из порошковых материалов от воздействия растворов NaCl, NaOH, HNO3, H2SO4 и ЮЮз+КгСЮ^ а также от окисления при температурах до 700°С на воздухе. Испытания на прочность при статическом растяжении порошковых образцов с покрытиями показали повышение физического предела текучести в 2.2,8 раза, в зависимости от покрытия, временного сопротивления разрушению в 2,5.2,7 раза, относительного удлинения в 4 раза по сравнению с образцами без покрытий.

10. Внедрены в производство результаты работы, имеющие практическое значение: покрытия, обеспечивающие эффективную работу приборов геофизического мониторинга; компьютерная автоматизированная система графического анализа пор в конструкционных материалах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Агрессивное влияние среды начинается с поверхности, поэтому применение покрытий является радикальным средством устранения или торможения этих процессов.

Положительный эффект может быть достигнут при индивидуальном подходе к выбору и разработке покрытий с учетом эксплуатационных требований и обеспечении удовлетворения совместимости его физико-механических параметров по отношению к агрессивной среде и основному материалу. Затормозить потоки можно путем подбора покрытий малопроницаемых для агрессивных сред и на поверхности которых агрессивная среда не адсорбируется.

Получение положительного эффекта от применения покрытий возможно путем создания оптимальных параметров покрытия: состава, распределения концентрации элементов в покрытии, его структуры и толщины. Эти основные параметры определяются способом (насыщающая среда) и технологией его получения.

При насыщении порошковых материалов необходимо исследование кинетики получения покрытий для установления зависимостей с привлечением основных уравнений диффузии. Необходим анализ частных решений для получения общей математической модели процесса диффузионного насыщения.

Полученные в испытаниях на прочность при статическом растяжении, по коррозионной стойкости и жаростойкости результаты позволяют сделать заключение, что никелевые, алюминиевые и никель-алюминиевые покрытия являются эффективными для защиты деталей из порошковых материалов, работающих в условиях воздействия растворов NaCl, NaOH, HNO3, H2SO4, а также на воздухе при температурах до 700°С.

176

1. Johnson Р.К. European Conference on Advances in Structural P/M Component Production (CEURO PM97) // The 1.ternational journal of Powder Metallurgy. -1998. - Vol.34. - № 1. - p.67-68.

2. Veltlt G., Petzoldt F. New Development in Warm Compaction // Proceedings of the 1997 European Conference on Advances in Structural PM Component Production. Munich: EPMA. - 1997. - P. 36-43.

3. Jones P., Buckley-Golder K., Sarafinchan D. Developing P/M Gear Tooth and Bearing Surfaces for High Stress Applications // The International journal of Powder Metallurgy. 1998. - Vol.34. - № 1. - P.26-33.

4. Jones P., Buckley-Golder K., Lawcock R., Shivanath R. Densification Strategies for High Endurance P/M Components // The International journal of Powder Metallurgy. 1997. - Vol.33. —No3. - P.37-44.

5. Pat. 5516483 USA. Hi-density Sintered Alloy / R. Shivanath, P.Jones, D.T.D. Thien. Issue Date 14. 05. 96.

6. Химико-термическая обработка металло-керамических материалов / Под ред. О.В. Романа. Минск: Наука и техника, 1977. - 272 с.

7. Способ химико-термической обработки стальных изделий / В.П. Артемьев, М.И. Чаевский. А. с. 954502 СССР. - 1982. - Б.И. №32.

8. Шатинский В.Ф., Збожная О.М., Максимович Г.Г. Получение диффузионных покрытий в среде легкоплавких металлов. Киев: Наукова думка, 1976.-203 с.

9. Карпман М.Г. Выбор метода и способа диффузионного насыщения поверхности изделий // «Металловедение и термическая обработка металлов». 1982. - № 4. - С. 19-20.

10. Способ химико-термической обработки изделий спрессованных из металлических порошков / Артемьев В.П., Соколов Е.Г., Юрчик С.М. Патент РФ № 2174059. - 11.01.2000. - Б.И. №27.

11. Дубинин Г.Н. Классификация методов диффузионного насыщения поверхности сплавов металлами. В сб.: Диффузионные покрытия на металлах. -Киев: Наукова думка, 1965. - с. 144.

12. Артемьев В.П., Юрчик С.М., Соколов Е.Г., Лапин A.M. Автоматизированная система графического анализа пор в конструкционных материалах. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2000610158. РФ, РОСАПО. 2000.

13. Артемьев В.П., Юрчик С.М. Формирование никельалюминиевых покрытий на изделиях из металлических порошков // Труды 4-го собрания металловедов России. Пенза, 1998. - Ч. 2. - С. 7-8.

14. Артемьев В.П., Юрчик С.М. Диффузионные покрытия на пресс-порошковых материалах // Новые материалы и технологии на рубеже веков. Сборник материалов научно-технической конференции. Ч. I. — Пенза:

15. Приволжский Дом знаний, 2000. С. 142-145.

16. Соколов Е.Г., Юрчик С.М., Артемьев В.П. Влияние предварительного отжига на процесс диффузионного насыщения порошковых материалов / Сб.материалов Всероссийской научно-технической конференции "Материалы и технологии XXI века". Пенза, 2001. 4.1. С.76-78.

17. Юрчик С.М., Артемьев В.П. Влияние пористой структуры спеченных материалов на диффузионные процессы при формировании никелевых и алюминиевых покрытий / Сб. трудов 5-го Собрания металловедов России. Краснодар: Кубан. гос. технол. ун-т, 2001. - С.360-363.

18. Юрчик С.М. Задачи автоматизированного анализа структуры пористых материалов // Тезисы докладов 1-ой Российской конференции молодых ученых по физическому материаловедению. Калуга: ИД «Манускрипт», 2001.-С. 94.

19. Юрчик С.М., Артемьев В.П. Методика определения зависимости эффективных коэффициентов диффузии от концентрации // Сборник статей II Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в машиностроении». Пенза 2002. - С. 34-37.

20. Ермаков С.С., Вязников Н.Ф. Металлокерамические детали в машиностроении. JL: «Машиностроение», 1975. - 232 с.

21. Коррозионная стойкость металлокерамических сульфидных материалов на основе железа. // Порошковая металлургия. 1968. - № 4. - С. 41-46.

22. Otero Е., Pardo A., Saenz Е., Utrilla M.V. Corrosion resistance of sintered aus-tenitic stainless steels in boiling nitric acid// Can. Met. Quart. 1997. - 36, № 1. -P. 65-72.

23. Otero E., Pardo A., Utrilla M.V.,Perez F.J., Merino C. The corrosion behaviori-our of AISI 304L and 316L stainless steels prepared by powder metallurgy in the resistance of organic acid // Corros. Sci. 1997. - 39, № 3. - P. 453-463.

24. Ермаков С.С., Вязников Н.Ф. Порошковые стали и изделия J1: Машиностроение, 1990.-319 с.

25. Апининская A.M., Радомысельский Л.Д. Гальванические и химические покрытия спечённых изделий на основе железа. — Киев: «Наукова думка», 1975.-82 с.

26. Тарасова Г.И., Давыденков В.А., Кужлева JI.B. / Опыт разработки и освоения различных методов защиты от коррозии порошковых конструкционных изделий // Порошковая металлургия. — 1991. № 8 - С. 84-88.ж

27. Сюр Т.А., Рабинович А.И., Халдеев Г.В., Перельман О.М., Мельников М.Ю., Дорогокупец ГЛ. Коррозия пропитанных изделий порошковой металлургии в средах нефтедобычи // Защита металлов. — 1997. № 4. -С. 397-400.

28. Похмурский В.И., Карпенко Г.В. Устранение дефектов типа открытых трещин на стальных деталях методом диффузионной металлизации. — ФХММ.- 1967.-Т.З.-№4.-С.376-378.

29. Карпенко Г.В. и др. Влияние диффузионных покрытий на прочность стальных изделий. Киев: «Наукова думка», 1971. - 56 с.

30. Красюк Ю.Д. О коррозии стальных деталей с диффузионными никелевыми покрытиями. Труды КПИ, №2 (71) «Сопротивление материалов в агрссивных средах», Краснодар, 1976.

31. Stott F.N., Wood G.C. Corrosion Sci, 1977, v. 17, № 8, p. 647-670.

32. Hindam H.M., Smeltzer W. Journal of Electrochem. Soc., 1980, v. 127, № 7}p. 1622-1635.

33. Кудинов B.B., Иванов B.M. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий. — М.: Машиностроение, 1981. 190 с.

34. Михаленко Г.С. К вопросу о термостойкости пористого металлокерамического железа // Труды Горьковского политехнического института. Т. 24, 1972. № 2. - С. 202—205.

35. Исследование термостойкости хрупких материалов с различной пористостью А. В. Чоба, В. В. Пасичный, Ю. Л. Пилиповский и др. // Порошковая металлургия: Тез. докл. XV Всесоюзной технической конференции. Киев: ИПМ УССР. 1985. С. 404—406.

36. Масленникова Г. Н., Харитонов Р. Я. Электрокерамика, стойкая к термоударам. М.: Энергия, 1977. - 192 с.

37. Ворошин Л.Г., Фрайман Л.И., Дьячкова Л.Н., Звонарев Е.В. Термическая и коррозионная стойкость порошковых сталей, подвергнутых ХТО // МиТОМ. 1988. - № 1. - С. 44-47.

38. Мильман Ю.В. Механические свойства спечённых материалов. I: Прочностные характеристики спечённых материалов // Порошковая металлургия. -№ 1.-1991-С. 34-45.

39. Шлессар М., Дудрова Э. Плоскостная пористость как характеристический параметр структуры спеченных материалов // Материалы VII Международ. Конф. по порошковой металлургии (г. Пардубица, 10-04 окт. 1987 г.). -Пардубица, 1987. Т. 3. - С. 229-245.

40. Шлессар М. Образование и эволюция межчастичных контактов при спекании распылённых порошков // Процессы массопереноса при спекании -Киев: Наукова думка, 1987.-С. 37-51.

41. Вольнова Т.Ф. Особенности разрушения и состояния границ в порошковых материалах // Порошковая металлургия. — 1989. № 5. - С. 66-71.

42. Москвина Т.П., Гуляев А.П., Вольнова Т.Ф. Особенности структуры изломов порошковых сталей // МиТОМ. 1989. - № 2. - С.30-33.

43. Сращивание на контактных поверхностях при различных технологических вариантах горячей обработки делением / Ю.Г. Дорофеев, В.Ю. Дорофеев, С.Н. Егоров и др. // Порошковая металлургия. 1986. - № 10. - С. 31-34.

44. Скороход В.В., Солонин С.М. Физико-металлургические оиновы спекания порошков. — М.: Металлургия, 1984. 157 с.

45. Трефилов В.И., Мильман Ю.В., Фирстов С.А. Физические основы прочности тугоплавких металлов. Киев: Наукова думка, 1975. - 315 с.

46. Ryshkevitch Е. Compression strength of Porous sintered alumins and zirconia -9th Comunication to Ceramography // J. Amer. Ceram. Soc. 1953. - 36. -P. 65-75.

47. Бальшин М.Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна. М: Металлургия, 1972. - 335 с.

48. Радомысельский И.Д., Сердюк Г.Г., Щербань Н.И. Конструкционные порошковые материалы. Киев: Техшка, 1985. - 152 с.

49. Щербань Н.И. О влиянии технологических факторов на механические свойства пористых материалов, получаемых методами порошковой металлургии // Порошковая металлургия. 1973. — № 10. - С. 70-77.

50. Eudier М. The mechanical properties of sintered low alloy steel // Powder Met. 1962. - 5. - P. 278-283.

51. Grifits T.Y., Davies R., Basset M.B. Analytical study of effects of pore geometry on tensile stress of porous mat. // Powder Met. 1979. - 22. - P. 119-123.

52. Ishimoru Y., Saito Y., Nishino Y. On the properties of forget P/M Ferrous Alloys // Modern developments in Powder Metallurgy. N.Y.: Plenum Press,1971. -V. 4. P. 441-453.

53. Пинесг Б.Я., Сиренко А.Ф., Сухинин Н.И. Исследования по жаропрочным сплавам. М.: Изд-во АН СССР, 1958.

54. Knudsen F.P. Dependece of Mechanical Strength of Brittle Polycrystalline Speciments on Porosity // J. Amer. Ceram. Soc. 1959. - 42. - P. 376-387.• 65. Haynes R. The mechanical behaviour of sintered metals. London: Frend Publishing House, 1981. P. 104.

55. Пршедомирская E.H., Кукота Ю.Т., Слепцов B.H. Прочностые характеристики пористых материалов из тугоплавких соединений // Порошковая металлургия. 1966. - № 3. - С. 84-92.

56. Андриевский Р.А., Ланин А.Г., Рымашевский Г.А. Прочность тугоплавких соединений. М.: «Металлургия», 1974. - 232 с.

57. Перас А.Я. О некоторых факторах, определяющих прочностныехарактеристики порошковых материалов // Проблемы прочности. 1969. -№ З.-С. 50-57.

58. Иващенко Р.К., Мильман Ю.В., Москаленко Н.П. и др. Механические свойства и дефармационное упрочнение спечённого железа // Порошковая металлургия 1984. 7. - С. 68-72.

59. Бальшин М.Ю. Зависимость механических свойств пористых материалов от пористости и предельные свойства пористых металлокерамическихматериалов // Докл. АН СССР 1949. - 67, № 5. - С. 831 -840.

60. Пинес Б.Я., Сиренко А.Ф. Некоторые закономерности механической прочности тел, получаемых спеканием пористых металлов // Журн. теорет. физики. 1965. - 26, № 9, - С. 2076-2085.

61. Трощенко В.Т., Руденко В.Н. Прочность металлокерамических материалов и методы её определения. — Киев: Техшка, .1965.' 189 с.

62. The dependence of Mechanical Properties of Sintered Iron compacts upon Porosity / A. Salak, V. Miskovich, E. Dudrova, E. Rudnayova // Powder Met. Int. -1974. 6, №3.-P. 128-132.

63. Haniuddin Md. Correlation between Mechanical Properties and Porosity of Sintered Iron and Steels. A. Rewiew // Ibid. - 1986. - 18, № 2. - P. 73-75.

64. Brown G.T. Properties of Structural Powder Metals Parts - Overprated of Under - Estimated // Ibid. - 1974. - 17, № 33. - P. 103-108.

65. Haynes R. A study of the effect porosity content on the ductility of sintered metals // Powder Met. 1977. - № 1. - P. 17-20.

66. The evolution of damage and fracture in iron compacts with various initial porosities / W.A. Spitzig, R.E. Smelser, O. Richmond // Acta Met. 1988. - 1988. -36, №5. -P. 1201-1211.

67. Асташкевич Б.М. Влияние пористости на свойства порошкового спеченного материала поршневых колец двигателей внутреннего сгорания // МиТОМ. 1996. - № 7. - С. 20-23.

68. Мильман Ю.В., Иващенко Р.К., Захарова Н.П. Механические свойства спечённых материалов. III. Хладноломкость спечённых материалов // Порошковая металлургия. 1991. - № 5. - С. 38-49.

69. Кофтелев В .Т., Руденко Е.Н. Опыт химико-термической обработки деталей из порошковых материалов для автомобилей ВАЗ // МиТОМ. 1996. — № 10.-С. 18-21.

70. Карпенко Г.В., Похмурский В .И., Далисов В.Б., Замиховский B.C. Влиянме диффузионных покрытий на прочность стальных изделий. Киев: Hayкова думка, 1971.- 168 с.

71. Одинг И.А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов. М.: Машгиз, 1962. 260 с.

72. Похмурский В.И., Карпенко Г.В. Физико-химическая механика материалов. Т. 4,4, 1968. 115 с.

73. Артемьев В.П., Шатинский В.Ф. Химико-термическая обработка деталей, изготовляемых методом порошковой металлургии. Материалы 5-го Республиканского научно-технического семинара. М.: МИФИ, 1990. -С. 103-104.

74. Терлецкий В.Е. Исследование процесса цементации металлокерамического железа // Термическая и химико-термическая обработка в порошковой металлургии. Киев: Наукова думка, 1969. С. 73—76.

75. Poster A.R. Carbursintering and case Carburising Iron Powder compacts // Int. J. Powder Metallurgy. 1968. - V. 4, № 1. - P. 31 —3 8.

76. Методы повышения механических свойств деталей машин, изготовляемых спеканием железного порошка / А.А. Шмыков, А.А. Кокорев, Л.Г. Ерченко // Передовой технический и производственный опыт. М.: ЦИТЭИН. 1961.1. Вып. 1.-С. 1-7.

77. Высоцкий В.Т., Ловшенко Ф.Г. Исследование возможности совмещения процессов спекания и цементации порошковых легированных сплавов // МиТОМ. 1988. - № 1. - С. 47-50.

78. Кудряшов Г.А. Индукционная термическая обработка деталей автомобиля ВАЗ//МиТОМ 1997.-№ 10.-С.9-11.

79. Головин Г.Ф., Замятин М.М. Высокочастотная термическая обработка. — ** Л: Машиностроение, 1990. 235 с.

80. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов. Справочник / Н.Н. Рыкалин, А.А. Углов, И.В. Зуев и др. М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

81. Бердников А.А. Филипов М.А., Студенок Е.С. Структура закаленных углеродистых сталей после плазменного поверхностного нагрева // МиТОМ. 1996.-№ 6.-С. 2-4.

82. Солоненко В.Г., Двадненко И.В. Повышение работоспособности режущих инструментов поверхностным пластическим деформированием. Краснодар: Кубанск. гос. технол. ун-т., 2001. - 97 с.

83. Black I.T. On the fundamental mechanism of Larger strein plastic deformation. Electron microscopy of metal cuttin chips. Paper. ASME, 1970.NWA/ Prod -2, 22 p.

84. Рыковский Б.П., Смирнов B.A., Щетинин Г.М. Местное упрочнение деталей поверхностным наклепом. М.: Машиностроение, 1985.- 152 с.

85. Авдеев Н. В. Технология и выбор способа материалопокрытия. — Л.: Мех-нат, 1990.-272 с.

86. Биронт В. С. Нанесение покрытий: Текст лекций / ГАЦМиЗ. Красноярск, 1994.- 160 с.

87. Голубец В.М., Пашечко М.И. Износостойкие покрытия из эвтектики на основе системы Fe-Mn-C-B. Киев: Наукова думка, 1989. - 160с.

88. Похмурский В.И., Далисов В.Б., Голубец В.М. Повышение долговечности деталей машин с помощью диффузионных покрытий. Киев: Наук. Думка, 1980.-188 с.

89. Папшев Д.Д. Технологические основы повышения надежности и долговечности деталей машин поверхностным упрочнением: Учеб. пособие. — Самара: СамГТУ, 1993. -72 с.

90. Химико-термическая обработка инструментальных материалов / Е.И. Вельский, М.В. Ситкевич, Е.И. Понкратин и др. — М.: Наука и техника, 1986.-247 с.

91. Упрочнение поверхностей деталей комбинированными способами / А.Г. Бойцов, В.Н. Машков, В.А. Смоленцев и др. М.: Машиностроение, 1991. - 144 с.

92. Ворошнин Л.Г. Антикоррозионные диффузионные покрытия. М.: Наука и техника, 1981.- 296 с.

93. Ворошнин Л.Г., Абачараев М.М., Хусид Б.М. Кавитационные покрытия на железоуглеродистых сплавах. М.: Наука и техника, 1987. - 248 с.

94. Ярошевич В.К., Белоцерковский М.А. Антифрикционные покрытия из металлических порошков. Минск: Наука и техника, 1982. - 256 с.

95. Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Справочник / Борисе-нок Г.В., Васильев Л.А., Ворошнин Л.Г. и др. М.: Металлургия, 1981. -424 с.

96. Полевой С.Н. Упрочнение машиностроительных материалов: Справочник. М.: Машиностроение, 1994. - 496 с.

97. Ковшиков Е.К., Маслов Г.А. Новое в технологии диффузионного соединения материалов. М.: Машиностроение, 1990. - 64 с.

98. Шпак И.Е., Чеголя Т.Н. Химическая металлизация. Саратов: СПИ, 1993. -71 с.

99. Дубинин Г.Н. Диффузионное хромирование сплавов // Металловедение и термическая обработка. М.: Металлургия, 1962. - С. 18-23.

100. Самсонов Г.В.', Эпик А.П. Тугоплавкие покрытия на железе и стали. — М.: АН СССР, 1973.-399 с.

101. Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. — М.: Машиностроение, 1965. 492 с.

102. Горбунов Н.С. Диффузионные покрытия на железе и стали. М.: Изд-во АН СССР, 1958.-208 с.

103. Самсонов Г.В., Жунковский Г.П. Некоторые закономерности начальной стадии реакционной диффузии // Защитные покрытия на металлах. 1973. -Вып. 1.-С. 21-33.

104. Дубинин Г.Н. Диффузионное хромирование сплавов. М.: Машиностроение, 1964.-462 с.

105. Карякина Н.В., Дубинин Г.Н. Рентгеновское исследование поверхности железа и стали после диффузионного хромирования методом порошков // ФММ. 1960. - Т.9. - С. 49-51.

106. Capus J.M. Warm compacted turbine hub leads new PM thrust // Metal Powder Report. 1997. - Vol.52. - No9. - P. 19.

107. Делимарский Ю.К. Теоретические основы электролиза ионных расплавов. М.: Металлургия, 1986. -234 с.

108. Ворошнин Л.Г., Ляхович Л.С., Ловшенко Ф.Г., Протасевич Г.Ф. Химико-термическая обработка металлокерамических материалов. Минск.: Наука и техника, 1977. - 272 с.

109. Чаевский М.И., Артемьев В.П., Ильенко В.А. О периодической закономерности скорости формирования диффузионного слоя из жидкой фазы/ В кн.: Сопротивление материалов в агрессивных средах. Краснодар: КГУ,1977. -Вып. 240/3.-С. 146-148.

110. Ляхович Л.С., Протасевич Г.Ф., Ворошнин Л.Г., Ловшенко Ф.Г. Особенности химико-термической обработки спеченных материалов // Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Тез. Докл. II Всесоюз. Конф. Минск, 1974. - С. 96-104.

111. Гегузин Я. Е. Очерки о диффузии в кристаллах. М.: Наука, 1970. - 176 с.

112. Гегузин Я. Е. Очерки о диффузии в кристаллах. М.: Наука, 1974. - 253 с.

113. Пористые проницаемые материалы / Под ред. С.В Белова. М.: Металлургия, 1987.-335 с.

114. Пугин B.C., Корниенко А.П., Павленко Н.П., Буссель О.Д. Диффузионное хромирование пористых проницаемых материалов из спеченного порошка железа // Порошковая металлургия. 1979. - №8. - С. 32-34.

115. Пугин B.C., Корниенко П.А., Павленко Н.П., Буссель О.Д. Диффузионное хромирование пористых проницаемых материалов // Химико-термическаяобработка металлов и сплавов: Тез. докл. IV Всесоюз. конф. Минск, 1981. -С. 195-196. v

116. Гребнев Н.П., Худокормов Д.Н., Куцур М.Я. Некоторые особенности диффузии углерода при цементации материалов, спеченных на основе железа// Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Тез. докл.Н Все-союзн. конф.-Минск, 1974.-С. 105-109.

117. Гегузин Я.Е. Диффузионная зона. М.: Наука, 1979. - 344 с.

118. Герцрикен С.Д., Дехтяр И.Я. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе. М.: «Физматгиз», 1960. 564 с.

119. Бокштейн С.3. Диффузия и структура металлов. М.: Металлургия, 1973. -208 с.

120. Слысь И.Г., Горбатов И.Н., Ткаченко Ю.Г. Особенности получения и свойства порошкового сплава на основе хрома // Порошковая металлургия. — 1981.-№10.-С. 66-70.

121. Федорченко И.М., Иванова И.И., Фущич О.Н. Исследование влияния диффузионных процессов на спекание металлических порошков // Порошковая металлургия. — 1970. №1. - С. 30-37.

122. Райченко А.И Математическая теория диффузии в приложениях. — Киев: Наукова думка, 1981. 396 с.

123. Процессы массопереноса при спекании / Хермель В., Кийбак О., Шатт В. и др. Киев.: Наукова думка, 1987. - 152 с.

124. Гегузин Я.Е. Физика спекания. М.: Наука, 1984. - 309 с.

125. Скороходов В. В. / Исследование и разработка теоретических проблем в области порошковой металлургии и защитных покрытий: Материалы всесоюзной конференции Минск, 1983. ч. II. Минск.: Минвуз СССР и БССР, 1984. - С.56-61.

126. Сивачек М. Методы активированного спекания с использованием хлора // Порошковая металлургия. 1964. - №1. - С. 13-15.

127. Федорченко И.М., Андриевский Р.А. Основы порошковой металлургии. -Киев.: АН УССР, 1961. 420 с.

128. Эпик А.П., Маджид А. Химико-термическая обработка порошковых материалов на железной основе // Порошковая металлургия. — 1993. №8. — С. 37-43.

129. Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Справ. / Под.ред. JI.C. Ляховича. — М: Металлургия, 1981. — 520 с.

130. Эпик А.П., Белицкий М.Е. и др. Борирование и хромирование спеченных деталей на основе железа // Технология и организация производства. -1984.-№2. -С. 41-42.

131. Сычев А.Г. Исследование процесса диффузионного хромирования, структуры и свойств материалов, полученных методом динамического горячего прессования: Автореф. дис.канд. техн. наук. -Новочеркасск, 1982. -16с.

132. Сычев А.Г., Проус Н.Г., Ермак А.И. Особенности образования диффузионного сдоя на высокопористых порошковых сталях при насыщении хромом II Горячее прессование в порошковой металлургии: Тез. док. VII Всесоюзн. конф. Новочеркасск, 1988. - С. 52-53.

133. Brasunas A. de S. Liquid Metal Corrosion. Corrosion, 1953, 9, 3.

134. Covington A.K. Woolf A.A. Isotermal Mass Transfer in Liquid Metals. Reactor Sci. Technol (J. Nucl. Energy. Part B), 1959,1.

135. Carter G.F. Diffusion Coatings Formed in Molten Calcium Impart High Corro-sium Systems. Metals Progress, 1968,14, 2.

136. Carter G.F. Heming R.A. Diffusion Coatings Formed in Molten Calcium Systems. Reaction in Ca-Fe-Cr Systems J.Less - Common Metals, 1968, 14, 2.

137. Carter G.F. Diffusion Coatings Formed in Molten Calcium Impart High Corrosion Resistance. Metal Progress, 1968, 93, 6.

138. Хансен M., Андерко К. Структуры двойных сплавов. М.: Металлургиздат, 1962, Т.1. - 607 е., Т.2. - 1487 с.

139. Артемьев В.П. Взаимодействие пористых тел с жидкими металлами // Материаловедение и технология обработки материалов: Межвуз. сб. науч. трудов. Краснодар: КубГТУ, 1997. - С. 4-8.

140. Шиммель Г. Методика электронной микроскопии. — М.: Мир, 1972. — 300 с.

141. Избранные методы исследования в материаловедении / Под. ред. Г.Л. Хун-гера М.: Металлургия, 1985. - 416 с.

142. Боровский И.Б., Туров К.П., Марчукова И.Д., Угасте Ю.Э. Процессы взаимной диффузии в сплавах. М.: Наука, 1973, - 360 с.

143. Боровский И.Б., Водоватов Ф.Ф., Жуков А.А. и др. Локальные методы анализа материалов. М.: Металлургия, 1973. - 296 с.

144. Рид С. Электронно-зондовый микроанализ // Пер. с англ. М.: Мир, 1979. -423 с.

145. Анциферов В.Н., Пещеренко С.Н., Курилов П.Г. Взаимная диффузия и гомогенизация в порошковых материалах. М.: Металлургия, 1988. -152 с.

146. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник / Под ред. Бернштейна М.Л., Рахштадта А.Г. 4-е изд., перераб. и доп. T.I. - М.: Металлургия, 1991. - 304 с.

147. Структура и коррозия металлов и сплавов: Атлас. Справ, изд. / Сокол И.Я., Ульянин Е.А., Фельдгандлер Э.Г. и др. М.: Металлургия, 1989. - 400 с.

148. Коррозионная стойкость сталей, хромированных циркуляционным методом / Алексеенко Л.Е., Скидина Г.В., Шкретов Ю.П. и др. // МиТОМ. -1996. -№11. С. 33-34.

149. Фокин М.Н., Жигалова К.А. Методы коррозионных испытаний металлов. -М.: Металлургия, 1986. 80 с.

150. Практикум по электрохимии: Учебное пособие для химических специальностей вузов / Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий, Б.И. Подловченко и др. Под ред. Б.Б. Дамаскина М.: Высшая школа, 1991. - 288 с.

151. К. Де Бор. Практическое руководство по сплайнам. М.: Радио и Связь, 1985.-303 с.

152. Артемьев В.П., Соколов Е.Г. Влияние пористости на формирование диффузионного слоя при титанировании спеченного железа // Труды 4-го собрания металловедов России. Пенза, 1998. - Ч. 1. - С. 112-113.

153. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. Учебник для вузов. М.: Химия, 1988. - 464 с.

154. А.Г. Струмберг, Д.П. Семченко Физическая химия. М.: Высшая школа, 1988.-496 с.

155. Fraden F., Thesis, MIT, 1963, p. 5-7.

156. Levasseur J., Philibert J., C.R. Acad. Sci., 1967, p. 380-386.

157. Wells C., Mehl R., Trans. AIME, 1941, vol. 143, p. 329-337.

158. Badia M., Vignes A., C.R. Acad. Sci, 1967, p. 1528-1535.

159. Goldistein J., Hanneman R., Ogilve R., Trans. AIME, 1965, vol. 233, p. 812820.

160. Levasseur J., Philibert J., Phys. Status solidi, 1967, vol. 21, p. 54-61.