СОСТАВ И СТРУКТУРА ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫХ ПОКРЫТИЙ НА СТАЛИ 45
Электроискровое легирование (ЭИЛ) позволяет при значительном сокращении расходов ценных металлов создать поверхностные слои с высокими эксплуатационными хаpaктеристиками[1,2]. При электроискровом легировании происходят перенос и осаждение эродируемого при искровом разряде материала анода на поверхность катода, который при этом обогащается элементами, входящими в состав анода и межэлектродной среды.
Целью настоящего исследования являлось изучение процесса формирования легированного слоя, структуры и качества сформированных покрытий.
Электроискровое легирование осуществлялось на установке IMES 01-2, разработанной в Институте материаловедения ХНЦ ДВО РАН, позволяющей варьировать энергетические параметры процесса. В данном эксперименте представлены результаты, полученные при энергии ЭИЛ - 0,054 Дж и 0,512 Дж. Время формирования поверхностного слоя (ПС) составляло 3мин/см2.
Материалом основы (катод) служила сертифицированная сталь 45, как наиболее распространенный конструкционный материал, используемый для изготовления ответственных деталей машин. В качестве легирующих электродов (анодные материалы) нами были выбраны хромоникелевые стали и сплавы: сталь 12Х18Н10Т - аустенитного, сталь 08Х22Н6Т - аустенитно-ферритного, сталь 14Х17Н2 - мартенситно-ферритного, сталь 20Х13 и сталь 12ХН3А - мартенситного класса и никелевый сплав Х20Н80. Для определения влияния состава анода на свойства покрытий, сформированных хромоникелевыми сплавами, использовали чистые металлы Cr и Ni, а также твердый сплав ВК8.
Для выявления закономерностей формирования поверхностного слоя при ЭИЛ стали 45 хромоникелевыми электродными материалами проведены исследования кинетики массопереноса на катоде. Суммарный привес катода можно использовать для хаpaктеристики покрытия, так как он отражает динамику массопереноса легирующего материала на сталь 45. Изменение массы электродов в процессе легирования контролировали гравиметрическим методом, регистрировались изменения массы катода Δк и массы анода ΔА.
Из полученных экспериментальных данных установлено, что суммарный привес катода Δк со временем изменяется и зависит от состава легирующего материала. Можно отметить, что Δк имеет только положительные значения для всех хромоникелевых электродов на обоих режимах, т.е. отсутствует порог хрупкого разрушения tх.. В классическом представлении процесса упрочнения во времени, порог хрупкого разрушения ( tх ) хаpaктеризует начало разрушения сформированного слоя с последующим уменьшением массы образца. Отсутствие tх при ЭИЛ хромоникелевыми сталями, сплавом Х20Н80 и металлами объясняется тем, что электродные материалы в процессе легирования претерпевают высокотемпературные фазовые полные или частичные превращения с образованием неограниченно твердых растворов легирующих элементов Cr и Ni в a - железе, т.к. близки кристаллические решетки и размеры атомов и ионов легирующих элементов и железа. В случае легирования стали 45 сплавом ВК8 наступает порог хрупкого разрушения измененного поверхностного слоя (ИПС) tх =13 мин.
Однако, при легировании сплавом Х20Н80, 12Х18Н10Т, сталью 45, Cr и ВК8, можно наблюдать снижение Δк, что свидетельствует об образовании вторичных эрозионностойких соединений на аноде, возникающих за счет воздействия межэлектродной среды и импульсных термомеханических нагрузок. Это связано не с ухудшением формирования ЛС, а с уменьшением количества эродированного материала анода при удалении вторичных соединений.
Наибольший суммарный привес ΣΔк (рис. 2) среди хромоникелевых сталей достигнут при ЭИЛ сталью 12Х18Н10Т, который составил 3,13×10-3 см3 и 5,8×10-3 см3, при этом суммарное изменение массы анода значительно выше (ΣΔа = 5,15×10-3 и 9,2×10-3) при энергии ЭИЛ 0,054 Дж и 0,512 Дж соответственно. Это связано с довольно высоким значением электросопротивления стали 12Х18Н10Т по сравнению с остальными анодными материалами. Быстрый разогрев анода приводит к переносу эродированного материала на катод в жидкой фазе. При использовании хромоникелевого сплава Х20Н80, образование большего количества жидкой фазы в продуктах эрозии при энергии искрового разряда 0,512Дж.
Высокое значение эффективности легирования сплавом Х20Н80 (до 2 мм ) и значительной толщины белого слоя (42,5 мкм) при энергии искрового разряда 0,512 Дж, объясняются отсутствием углеродной составляющей материала анода. Это способствует более полному переходу хрома и никеля в твердый раствор a - железа и уменьшению содержания карбидной фазы стали 45 в ЛС, по сравнению с покрытиями из хромоникелевых сталей и чистых металлов.
Фазовый анализ покрытий отражает как влияние энергии легирования, так и состава легирующих материалов. Основной фазой при легировании хромоникелевыми сплавами остается α - Fe, при высокой энергии легирования обнаруживается присутствие элемента, содержание которого в сплаве преобладает. Если образуются карбидные фазы, то при развитии высокой температуры поверхности возникают субкарбиды, при низких режимах легирования обнаружены близкие к стехиометрическим карбиды. Их присутствие сказывается на проявляемых механических и физико-химических свойствах. Преобладание никеля в анодном материале позволяет обнаружить его на легированной поверхности в виде кубических металлоподобных оксидов, реже карбидов. Их присутствие обеспечивает жаростойкость покрытий, на чем и основано использование этих сталей в нашем эксперименте. Жаростойкость не зависит от структуры, а определяется химическим составом. Образование устойчивых тонкослойных оксидных пленок обеспечивает защитное действие.
Для подтверждения гипотезы о проявлении жаростойкости хромо-никелевых покрытий образцы кубической формы испытали градиентом температуры от от 20 до 1000 градусов со скоростью 10 град/сек. Первые изменения масс легированных образцов наблюдались при температуре 400оС. Незначительное увеличение массы указывает на начало окалинообразования. Лишь покрытие сталью 12ХН3А оказалось менее устойчивым, чем сталь 45. Остальные покрытия тормозили процесс окисления при нагревании на воздухе, и самым жаростойким оказалось электроискровое покрытие чистым хромом.
Нами установлено, что использование хрома и никеля позволяет сформировать покрытия со значительной толщиной, сплошностью и повышенной твердостью по сравнению с материалом основы. Прочность и механические свойства деталей зависят от состава и структуры поверхности металлоизделия. Этому способствует как термическое влияние, сопровождающее процесс формирования поверхностного слоя, так и возникновение при легировании карбидных и нитридных фаз и на поверхности катода, и во вторичных структурах поверхности анода.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Лазаренко Н.И. Технологический процесс изменения исходных свойств металлических поверхностей электрическими импульсами, - В кн.: Электроискровая обработка металлов, вып.2. - М.: Изд-во АН СССР, 1960, с.26-66.
- Верхотуров А.Д. Формирование поверхностного слоя металлов при электроискровом легировании. - Владивосток: Дальнаука, 1995. - 323с.
Работа представлена на II научную конференцию «Приоритетные направления развития науки, технологий и техники», 20-27 ноября 2004г. Шарм-эль-Шейх (Египет)
Статья в формате PDF
111 KB...
12 08 2026 17:51:27
Проведен анализ поведения 380-летних изменений солнечной активности, температуры, осадков, солнечной радиации, штормистости и СО2. Обнаружена тенденция совпадения всех процессов на ветви роста 400-летних изменений. Показано, что основным фактором климатических изменений на Земле является солнечная активность. Для дальнейших сценариев существования человечества в обозримой перспективе, уже не так важно, что лежит в основе глобального повышения температуры, CO2, осадков … Теперь важно искать пути, как снизить риски глобальных климатических изменений на природу, биосферу и экономику. Важно также оценить факторы положительные экономического развития мирового сообщества в целом и России, в частности, вызванные этими изменениями. Показано, что своевременное отслеживание и прогнозирование изменения активности Солнца и вызванных ею земных явлений позволяют снижать экономические риски и выpaбатывать оптимальную стратегию для предотвращения природных катастроф.
...
10 08 2026 5:44:11
Понятие время является важнейшим понятием, как физики, так и философии. Актуальность этой проблемы обусловлена тем, что до сих пор, несмотря на широкий круг исследований, не сложилось твердо закрепленного представления о времени. В статье делается попытка раскрыть сущность понятия времени и связать меру времени с движением. За меру времени механического движения предлагается выбрать путь, пройденный, например, концом стрелки часов, участвующей не только в собственном движении относительно циферблата, как это принято, но и в сложном движении, включающем движение часов как целое относительно внешнего наблюдателя. Синхронизация хода часов производится по периодам их движений в соответствие с принятым эталоном времени. Рассматривается случай, когда часы движутся относительно внешнего наблюдателя с постоянной скоростью. Такой подход к проблеме времени позволяет понять его непрерывность и бесконечность.
...
09 08 2026 13:32:39
Статья в формате PDF
290 KB...
08 08 2026 10:11:24
Статья в формате PDF
135 KB...
06 08 2026 16:54:57
Статья в формате PDF
263 KB...
05 08 2026 6:32:47
Статья в формате PDF
128 KB...
04 08 2026 19:36:48
Статья в формате PDF
123 KB...
03 08 2026 7:12:38
Статья в формате PDF
135 KB...
02 08 2026 10:41:42
Целью настоящего исследования явилось определение с применением новых современных методов биоинформационного анализа места и роли гелиогеомагнитной активности в комплексном биотропном воздействии на организм человека особых экологических факторов высоких широт. Изучалась сезонная динамика рецидивирования хронических заболеваний внутренних органов (стенокардия, гипертоническая болезнь, хронический бронхит, ревматизм) у жителей г. Сургута за пятилетний период. Параллельно отмечалась среднемecячная динамика геомагнитной активности. Проведенный корреляционный анализ в рамках второй, стохастической (вероятностной) парадигмы показал, что суммарная среднемecячная и сезонная динамика геомагнитных колебаний, выявленная при многолетнем наблюдении на территории Югры, играет существенную роль в течении хронических неинфекционных болезней. Однако в рамках второй парадигмы не представляется возможным определить значимость геомагнитной активности в комплексном биотропном влиянии экстремальных экологических факторов. Разрешение данной проблемы возможно только с позиции третьей, синергетической парадигмы. Применение метода идентификации параметров квазиаттpaкторов в фазовом прострaнcтве состояний позволяет в рамках синергетической парадигмы выявить значимость геомагнитных возмущений в комплексном биотропном воздействии на организм человека нeблагоприятных экологических факторов высоких широт.
...
01 08 2026 17:38:31
Статья в формате PDF
266 KB...
31 07 2026 18:35:13
Статья в формате PDF
295 KB...
30 07 2026 7:14:39
Статья в формате PDF
116 KB...
29 07 2026 20:46:13
Статья в формате PDF
255 KB...
28 07 2026 6:16:16
Статья в формате PDF
253 KB...
26 07 2026 17:15:14
Дана хаpaктеристика цитологических особенностей нейронов дорсомедиального ядра миндалевидного комплекса мозга (МК) на стадии диэструс. Полученные результаты сравниваются с ранее полученными на стадиях эструс и метэструс. Они показывают, что функциональное состояние нейроэндокринных нейронов этого ядра МК меняется в зависимости от уровней пoлoвых стероидов.
...
25 07 2026 17:37:59
В работе методом дискриминантного анализа исследована взаимосвязь между уровнем метаболизма коллагена и особенностями поведения крыс в тесте «Открытое поле». Обнаружено, что крысы с высокой активностью процессов катаболизма коллагена делают большее число уринаций при тестировании по сравнению с другими животными. В то же время особи с высоким уровнем анаболизма коллагена проявляют в «Открытом поле» повышенную горизонтальную двигательную активность. Учет этих хаpaктеристик поведения и массы тела крыс позволяет предсказывать особенности метаболизма коллагена у животных с точностью до 85%.
...
24 07 2026 3:47:31
Статья в формате PDF
143 KB...
23 07 2026 13:50:28
Статья в формате PDF
244 KB...
22 07 2026 19:16:14
Статья в формате PDF
131 KB...
21 07 2026 17:18:17
Статья в формате PDF
107 KB...
20 07 2026 3:34:12
Статья в формате PDF
105 KB...
19 07 2026 8:34:35
Статья в формате PDF
207 KB...
18 07 2026 8:42:31
Проведен анализ эффективности различных типов фитнес-программ в коррекции избыточной массы тела женщин юношеского и зрелого возраста. Применяемые физические нагрузки отличались хаpaктером нагрузки и наличию/отсутствию компонента коррекции питания. Исследовали антропометрические показатели, ИМТ, определяли содержание жировой массы в организме методом калипометрии в динамике 6-мecячного тренировочного цикла. Проводили промежуточные исследования: в середине, через 3 месяца от начала тренировочного цикла. В исследовании приняли участие 93 пpaктически здоровые женщины с избыточной массой тела, не имеющие эндокринных заболеваний и противопоказаний к занятиям физической культурой. Выделены группы в зависимости от типа программы (I, II), а также подгруппы (Ia, IIa) в зависимости от возраста: 18–21 год (I и II, n = 17 и n = 17, соответственно) и 36–45 лет (Ia, IIa, n = 30 и n = 29, соответственно). Показана динамика и статистическая значимость различий в группах, проведен сравнительный анализ между группами. Выявлена более высокая физиологическая эффективность программы I, базирующейся на смешанном хаpaктере тренировки, многовариантной схеме упражнений с мониторированием и коррекцией хаpaктера питания.
...
17 07 2026 15:37:33
Статья в формате PDF
289 KB...
16 07 2026 4:56:49
Статья в формате PDF
90 KB...
15 07 2026 9:24:46
Статья в формате PDF
275 KB...
14 07 2026 10:33:35
Статья в формате PDF
126 KB...
13 07 2026 1:37:33
Статья в формате PDF
124 KB...
11 07 2026 23:15:18
Статья в формате PDF
106 KB...
10 07 2026 2:38:29
Статья в формате PDF
118 KB...
08 07 2026 7:59:10
Статья в формате PDF
250 KB...
07 07 2026 10:59:59
Статья в формате PDF
113 KB...
06 07 2026 11:12:59
Статья в формате PDF
103 KB...
05 07 2026 9:46:47
Статья в формате PDF
111 KB...
04 07 2026 15:11:57
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
