авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Физикохимия боросилицидных покрытий и композиционных материалов, полученных золь-гель методом

-- [ Страница 4 ] --

В Главе 7 «Жаростойкие бескислородные покрытия: свойства, вопросы совершенствования химии и технологии формирования, прикладные аспекты» рассматриваются свойства бескислородных покрытий (табл. 4) и некоторые направления модификации технологии синтеза.

Представлены результаты исследований, связанных с возможностью использования приёмов синтеза наноразмерных частиц (НРЧ) в условиях термического разложения химических соединений и формирования жаростойких покрытий в системе Cr—Mo—Nb—Si—B из композиций, содержащих бескислородные соединения. Приводятся данные, характеризующие состояние разработок в области создания бескислородных покрытий для технологической защиты конструкционных тугоплавких сплавов при изготовлении деталей методами горячей пластической деформации.

Эксплуатационные характеристики жаростойких бескислородных покрытий говорят о том, что химическая технология средств защиты тугоплавких металлов от высокотемпературной газовой коррозии на основе бескислородных композиций позволяет синтезировать покрытия, отвечающие основным требованиям надёжности, которые предъявляются к теплонапряжённым элементам конструкции высокоэнергетических установок.

Особо необходимо отметить, что температура эксплуатации такого защитного слоя существенно превышает температуры синтеза и порога начала разупрочнения подложки. Это явилось достаточным основанием для использования бескислородных жаростойких покрытий в качестве эффективной защиты деталей из тугоплавких конструкционных сплавов, в условиях высокой температуры и агрессивного влияния продуктов горения компонентов ракетных топлив, таких как несимметричный диметилгидразин и азотная кислота.

Таблица 4. Основные свойства жаростойких бескислородных покрытий (композиция Cr – Si – Mo – Nb – B, состав БС-975).

Свойства покрытия. Показатели, характеризующие свойства покрытия. Примечания
Цвет и внешний вид покрытия. Светло-серое, матовое, ровное.
Коэффициент черноты. 0,900,92 ОС 92-099-69
Толщина покрытия, мкм. 6070 мкм
Масса покрытия на ед. поверхности. 115 гм-2
Температурный коэффициент линейного расширения в интервале температур (201000 °С), °С-1. (7074)10-7 °С-1 ГОСТ 15173
Термостойкость – количество теплосмен в атм. воздуха (201300±30 °С), не менее. 200 циклов
Коррозионная стойкость, растворение в меланже (смесь 100% HNO3 + 96% H2SO4, соотношение 9/1). 1 мкм/год Температура испытаний 2530 °С
Микротвёрдость, кгсмм-2. 12001300 кгсмм-2 ГОСТ 9450-60
Прочность при ударе, кгссм не менее. 80 кгссм ГОСТ 4765-73
Прочность при изгибе, мм. 20 мм ГОСТ 6806-73
Предел прочности при отрыве, кгссм-2. 300 кгссм-2 ГОСТ 14760-69
Пористость (общая), %. 00,02 % ГОСТ 2409-67
Вибростойкость. Электродинамический вибростенд, частота 500 Гц, виброускорение до 5 g. Признаки разрушения отсутствуют.
Назначение и рекомендуемая область применения покрытия. Применяется для длительной защиты ниобиевых сплавов от газовой коррозии в интервале 1300 °С.
Возможность массового производства компонентов, входящих в состав покрытия. Исходные компоненты имеют ГОСТы и выпускаются отечественной промышленностью.
Кем разработан состав и технология синтеза покрытия. Институт химии силикатов РАН.

Важное обстоятельство технологии синтеза бескислородных покрытий связано с возможностью широкой корректировки свойств защитного слоя путём изменения составов, формирования композиционных многослойных покрытий, создания промежуточных и барьерных слоёв (карбидные, боридные и др.) без существенного изменения технологических параметров.

В тоже время результаты исследования характера физико-химических процессов, сопровождающих основные этапы синтеза, указывают на существование резервов, использование которых даёт возможность существенно улучшить качество покрытий. Один из таких резервов кроется в использовании композиций, содержащих бескислородные соединения.

Данные исследования характера формирования бескислородных покрытий в системах Cr—Si—MoS2—Nb—B и Cr—Si—MoSe2—Nb—B подтверждают высокую эффективность модификации бескислородных композиций халькогенидными соединениями молибдена на процессы, сопровождающие основные этапы низкотемпературной и высокотемпературной стадии технологии синтеза жаростойких бескислородных покрытий.

Обзор литературных источников по этой проблематике указывает на то, что синтез жаростойких бескислородных покрытий в системе Cr—Si—Mo—Nb—B из композиций, содержащих халькогениды молибдена MoS2 и MoSe2, имеет много общего с процессами, которые сопровождают синтез НРЧ в условиях термического разложения химических соединений при получении металлов в индивидуальном состоянии или в виде составных частей нанокомпозитов. Следствием образования, в результате диссоциации халькогенидов, высокоактивной формы элементарного молибдена, является формирование фазового состава с преобладанием соединений, определяющих высокую жаростойкость защитного слоя (табл. 5).

Таблица 5. Данные сравнительных исследований фазового состава и жаростойкости бескислородных покрытий, синтезированных из композиций на основе Cr – Mo – Nb – Si – B, содержащих халькогениды молибдена (MoS2, MoSe2). Синтез осуществлён в контролируемой атмосфере воздуха, при остаточном давлении 2,7510 Па. (2104 ат.).

Состав композиции Объект исследования Доминирующие фазы Жаростойкость, ч (воздух, 1400/1600 °С)
Исходная композиция Cr – Si – Mo – Nb – B поверхность покрытия MoSi2, Mo5(B, Si)3, NbSi2, (Nb, Cr)xBy 45/3
промежуточная область MoSi2, Cr3NbSi2,66, NbSi2, CrSi
зона подложка - покрытие MoSi2, Cr3NbSi2,66, NbSi2, NbB2
Cr – Si – MoS2 – Nb – B поверхность покрытия MoSi2, NbSi2, Mo5(B, Si)3, (Nb, Cr)xBy 170/6
промежуточная область MoSi2, Cr3NbSi2,66, NbSi2
зона подложка - покрытие MoSi2, Cr3NbSi2,66, Nb5Si3
Cr – Si – MoSe2 – Nb – B поверхность покрытия MoSi2, NbSi2, CrB 560/6
промежуточная область Mo, MoSi2, NbSi2, Cr3NbSi2,66
зона подложка - покрытие Mo, MoSi2, NbSi2,

Отщепляемые халькогенидные составляющие (S, Se) инициируют окислительно-восстановительные процессы, протекающие как в формируемом слое, так и на границе раздела с окружающей средой, вследствие чего образуются газообразные соединения, которые легко удаляются из зоны реакции в условиях пониженного давления.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что использование, в качестве прекурсоров, халькогенидов или других бескислородных соединений металлов IV–VI а групп и аналогичных соединений некоторых металлов расширяет область применения элементов технологии синтеза высокодисперсных материалов.

В ряду положительных свойств бескислородных жаростойких покрытий следует отметить их пластичность в горячем состоянии и высокую адгезионную прочность сцепления с поверхностью. Эти качества позволяют использовать бескислородные покрытия для технологической защиты конструкционных, тугоплавких сплавов в условиях пластической деформации при выполнении операций, связанных с различными видами механической обработки заготовок - ковки, штамповки и др. Переделы такого рода на заготовках с бескислородными технологическими покрытиями могут осуществляться в условиях воздушной среды и оптимальном температурном интервале пластичности конструкционных сплавов на основе ниобия и молибдена (12001300 С).

Данные исследований, модификация и корректировка составов, отработка режимов формирования защитного слоя, позволили перейти к производственному технологическому процессу использования бескислородных покрытий для технологической защиты конструкционных, тугоплавких сплавов при изготовлении деталей методом горячей обьемной штамповки (табл. 6).

Пластическая деформация деталей осуществлялась на горизонтально-ковочной машине ГКМ-4, кривошипном прессе КГШП-4000т и паровоздушном молоте с массой падающих частей 16 т за 1-3 перехода без промежуточных подогревов. Во всех случаях покрытие на поверхности отштампованных деталей сохраняется в виде тонкого, но сплошного слоя, без дефектов трещин и сколов.

Таблица. 6. Механические свойства сплава ВН2АЭ с бескислородным технологическим покрытием после горячей деформации.

Показатели Требования инструкции ИМ 33-75 Фрагменты деталей, использованные для проведения испытаний.
Стакан. Втулка. Уголок.
Прочность на растяжение в, кгмм-2. 40 60,8 57 63
Предел текучести т, кгмм-2. 30 48,3 45,1 54
Относительное удлинение , %. 18 24,3 24 19
Относительное сужение , %. 45 56 60,7 55
Ударная вязкость аH, кГмсм-2. 8,0 12,1 10,3 11


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.