Научная статья на тему 'ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЭЛЕКТРООСАЖДЕННОГО ХРОМА В ПРОЦЕССЕ ЦЕМЕНТАЦИИ И АЗОТИРОВАНИЯ'

ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЭЛЕКТРООСАЖДЕННОГО ХРОМА В ПРОЦЕССЕ ЦЕМЕНТАЦИИ И АЗОТИРОВАНИЯ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
6
4
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
электроосажденный хром / химико-термическая обработка / цементация / карбиды хрома / азотирование / нитриды хрома / слоистость / микроструктура / микротвердость / коррозионные свойства / внутренние напряжения / рентгеноструктурный анализ / electrodeposited chromium / chemical-thermal treatment / carburization / chromium carbides / nitriding / chromium nitrides / layering / microstructure / microhardness / corrosion properties / internal stresses / X-ray diffraction analysis

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Чаугарова Лариса Зиннуровна, Ковенский Илья Моисеевич, Кулемина Алёна Александровна, Малыш Сергей Владимирович

На сегодняшний день весьма актуальной является задача создания новых прогрессивных решений и процессов для изготовления и упрочнения деталей путем совершенствования традиционных технологий. Одной из таких является электроосаждение металлов. Однако не в полной мере раскрыты вопросы по воздействию химико-термической обработки на структуру, свойства и фазовый состав электроосажденных металлов. Исходя из этого, цель данной работы состояла в рассмотрении влияния химико-термической обработки, а именно цементации и азотирования, на структуру и эксплуатационные свойства электроосажденного хрома. Использовалась современная аппаратура, такие приборы как дифрактометр рентгеновский ДРОН-7.0, оптический микроскоп Olympus GX51, электронный растровый микроскоп JEOL JSM-6510А. При этом были рассмотрены механизмы структурных и фазовых превращений; их влияние на изменение внутренних напряжений, показателей микротвердости и коррозионной стойкости в агрессивных средах. Обнаружено неравномерное распределение твердости по сечению хромового покрытия, связанное со слоистостью, а также дефекты в виде пор. Показано, что при воздействии химико-термической обработки на электроосажденный хром происходит снижение твердости, слоистость исчезает. После цементации на поверхности осадка образуются карбиды хрома, а также оксид хрома, то есть наблюдается незначительное окисление электроосажденного осадка. В процессе испытания показано, что коррозионная стойкость хромовых осадков с цементацией в 2–3 раза выше, чем у хромовых покрытий, не прошедших химико-термическую обработку. Азотирование электроосажденного хромового покрытия приводит к образованию нитридов хрома, но при этом возникает повышенное количество пор, которые оказывают негативное влияние на коррозионную стойкость.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Чаугарова Лариса Зиннуровна, Ковенский Илья Моисеевич, Кулемина Алёна Александровна, Малыш Сергей Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CHANGES IN THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF ELECTRODEPOSITED CHROME IN THE PROCESS OF CEMENTATION AND NITRIDING

Today, the task of creating new progressive solutions and processes for the manufacture and hardening of parts by improving traditional technologies is very actual. One of these is the electrodeposition of metals. However, questions regarding the impact of chemical-thermal treatment (CHT) on the structure, are not fully disclosed. Based on this, the purpose of this work was to consider the influence of chemical-thermal treatment, namely carburization and nitriding, on the structure and performance properties of electrodeposited chromium. Modern equipment was used, such as a DRON-7.0 X-ray diffractometer, an Olympus GX51 optical microscope, and a JEOL JSM-6510A scanning electron microscope. At the same time, the mechanisms of structural and phase transformations were considered; their influence on changes in internal stresses, microhardness indicators and corrosion resistance in aggressive environments. It was discovered an uneven distribution of hardness over the cross section of the chromium coating, associated with layering, as well as defects in the form of pores were discovered. It has been shown that when electrodeposited chromium is exposed to chemical treatment, the hardness decreases and the layering disappears. After cementation, chromium carbides and chromium oxide are formed on the surface of the deposit, that is, slight oxidation of the electrodeposited deposit is observed. During testing, it was shown that the corrosion resistance of chrome deposits with carburization is 2-3 times higher than that of chrome coatings that have not undergone chemical treatment. Nitriding of an electrodeposited chromium coating leads to the formation of chromium nitrides, but this creates an increased number of pores, which have a negative effect on corrosion resistance.

Текст научной работы на тему «ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЭЛЕКТРООСАЖДЕННОГО ХРОМА В ПРОЦЕССЕ ЦЕМЕНТАЦИИ И АЗОТИРОВАНИЯ»

Просьба ссылаться на эту статью в русскоязычных источниках следующим образом:

Изменение структуры и свойств электроосажденного хрома в процессе цементации и азотирования / Л.З. Чаугарова, И.М. Ковенский, А.А. Кулемина, С.В. Малыш // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение. Материаловедение. - 2024. - Т. 26, № 1. - С. 13-20. DOI: 10.15593/2224-9877/2024.1.02

Please cite this article in English as (Perm Polytech Style):

Chaugarova L.Z., Kovenskiy I.M., Kulemina A.A., Malysh S.V. Changes in the structure and properties of electrodeposited chrome in the process of cementation and nitriding. Bulletin ofPNRPU. Mechanical engineering, materials science. 2024, vol. 26, no. 1, pp. 13-20. DOI: 10.15593/2224-9877/2024.1.02

ВЕСТНИК ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение

Т. 26, № 1, 2024 Bulletin PNRPU. Mechanical engineering, materials science

http://vestnik.pstu.ru/mm/about/inf/

Научная статья

DOI: 10.15593/2224-9877/2024.1.02 УДК 669

Л.З. Чаугарова, И.М. Ковенский, А.А. Кулемина, С.В. Малыш

Тюменский индустриальный университет, Тюмень, Российская Федерация

ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЭЛЕКТРООСАЖДЕННОГО ХРОМА В ПРОЦЕССЕ ЦЕМЕНТАЦИИ И АЗОТИРОВАНИЯ

На сегодняшний день весьма актуальной является задача создания новых прогрессивных решений и процессов для изготовления и упрочнения деталей путем совершенствования традиционных технологий. Одной из таких является электроосаждение металлов. Однако не в полной мере раскрыты вопросы по воздействию химико-термической обработки на структуру, свойства и фазовый состав электрооса-жденных металлов. Исходя из этого, цель данной работы состояла в рассмотрении влияния химико-термической обработки, а именно цементации и азотирования, на структуру и эксплуатационные свойства электроосажденного хрома. Использовалась современная аппаратура, такие приборы как дифрактометр рентгеновский ДРОН-7.0, оптический микроскоп 0!утрив ЭХ51, электронный растровый микроскоп иЕ01_ JSM-6510А. При этом были рассмотрены механизмы структурных и фазовых превращений; их влияние на изменение внутренних напряжений, показателей микротвердости и коррозионной стойкости в агрессивных средах. Обнаружено неравномерное распределение твердости по сечению хромового покрытия, связанное со слоистостью, а также дефекты в виде пор. Показано, что при воздействии химико-термической обработки на электроосажденный хром происходит снижение твердости, слоистость исчезает. После цементации на поверхности осадка образуются карбиды хрома, а также оксид хрома, то есть наблюдается незначительное окисление электроосажденного осадка. В процессе испытания показано, что коррозионная стойкость хромовых осадков с цементацией в 2-3 раза выше, чем у хромовых покрытий, не прошедших химико-термическую обработку. Азотирование электроосажденного хромового покрытия приводит к образованию нитридов хрома, но при этом возникает повышенное количество пор, которые оказывают негативное влияние на коррозионную стойкость.

Ключевые слова: электроосажденный хром, химико-термическая обработка, цементация, карбиды хрома, азотирование, нитриды хрома, слоистость, микроструктура, микротвердость, коррозионные свойства, внутренние напряжения, рентгеноструктурный анализ.

L.Z. Chaugarova, I.M. Kovenskiy, A.A. Kulemina, S.V. Malysh

Industrial University of Tyumen, Tyumen, Russian Federation

CHANGES IN THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF ELECTRODEPOSITED CHROME IN THE PROCESS OF CEMENTATION AND NITRIDING

Today, the task of creating new progressive solutions and processes for the manufacture and hardening of parts by improving traditional technologies is very actual. One of these is the electrodeposition of metals.

However, questions regarding the impact of chemical-thermal treatment (CHT) on the structure, are not fully disclosed. Based on this, the purpose of this work was to consider the influence of chemical-thermal treatment, namely carburization and nitriding, on the structure and performance properties of electrodeposited chromium.

Modern equipment was used, such as a DRON-7.0 X-ray diffractometer, an Olympus GX51 optical microscope, and a JEOL JSM-6510A scanning electron microscope.

At the same time, the mechanisms of structural and phase transformations were considered; their influence on changes in internal stresses, microhardness indicators and corrosion resistance in aggressive environments.

It was discovered an uneven distribution of hardness over the cross section of the chromium coating, associated with layering, as well as defects in the form of pores were discovered.

It has been shown that when electrodeposited chromium is exposed to chemical treatment, the hardness decreases and the layering disappears.

After cementation, chromium carbides and chromium oxide are formed on the surface of the deposit, that is, slight oxidation of the electro-deposited deposit is observed. During testing, it was shown that the corrosion resistance of chrome deposits with carburization is 2-3 times higher than that of chrome coatings that have not undergone chemical treatment. Nitriding of an electrodeposited chromium coating leads to the formation of chromium nitrides, but this creates an increased number of pores, which have a negative effect on corrosion resistance.

Keywords: electrodeposited chromium, chemical-thermal treatment, carburization, chromium carbides, nitriding, chromium nitrides, layering, microstructure, microhardness, corrosion properties, internal stresses, X-ray diffraction analysis.

Введение

Эксплуатационные характеристики деталей машин и механизмов часто определяются свойствами поверхности, получаемыми после различных методов нанесения покрытий. Наиболее распространенными являются электролитические покрытия [1-7], свойства которых могут быть усилены в результате термической (ТО) или химико-термической обработки (ХТО) [8-11].

Учитывая многофакторность процессов электроосаждения, формирование таких покрытий приводит к более сложной структуре и улучшенным свойствам поверхности.

Так, гальванические хромовые покрытия, имеющие после ТО высокую износостойкость, могут применяться при ремонте нефтегазового оборудования для восстановления размеров деталей [12]. В настоящей работе рассмотрено влияние цементации, азотирования на твердость, коррозионную стойкость, внутренние напряжения хромовых покрытий.

Материал и методика исследования

На пластинки из нелегированной конструкционной стали проводили электроосаждение хромом, состав электролита и режимы которого представлены в табл. 1.

Далее исследовались хромовые образцы, половина которых подвергнута цементации, половина - азотированию.

Процесс газовой цементации включал нагрев печи при температуре 925±10 °С. При достижении температуры 780-800 °С включалась подача

карбюризатора (30-60 кап/мин), которая продолжалась вплоть до момента загрузки образцов. Далее образцы загружались в разогретую печь в цементационных корзинах, крышка плотно закрывалась, включался вентилятор, и подавался карбюризатор с той же скоростью. После достижения в печи температуры цементации, скорость подачи карбюризатора увеличилась до 60-90 кап/мин. Режимы газовой цементации отражены в табл. 2.

Таблица 1

Состав электролита и режимы гальванического хромирования

Параметр Значение

СгОз (хромовой ангидрид), г/л 200-250

№804, г/л 2-2,5

Температура, °С 50-60

Плотность тока, А/дм2 45-55

Толщина осадка, мкм 40-100

Таблица 2

Режимы при газовой цементации

Параметр Значение

Жидкий карбюризатор Авиационное топливо ТС-1

Количество капель в минуту 60-90

Температура, °С 925

Время выдержки, ч 3,5

Режимы азотирования представлены в табл. 3. Просушенный хлористый аммоний насыпали ровным слоем в контейнер и засыпали его сверху кварцевым песком толщиной 5-10 мм, чтобы замедлить процесс выноса хлористого аммония. После загрузки деталей печь закрывалась крышкой. Перед

включением печи подключали подачу аммиака, осуществляли отвод продуктов его распада.

Таблица 3

Режимы при газовом азотировании

После азотирования дополнительно проводили вакуумный отжиг при температуре 850 °C, так как согласно химической реакции (1) нитриды хрома образуются при температурах 800-1000 °C:

2Cr+N2 ^2CrN (при температурах 800-1000 °C). (1)

Для исследования покрытий применялись следующие методы [13-15]:

- измерение твердости на микротвердомере ПМТ-3М;

- для получения информации о фазовом составе использовался дифрактометр рентгеновский «ДР0Н-7.0»;

- структуру покрытия исследовали на световом микроскопе Olympus GX51;

- для получения данных о структуре и морфологии поверхности материалов проводили полуколичественный анализ состава материалов, при котором использовался электронный микроскоп JEOL JSM-6510A (растровая микроскопия);

- исследование остаточных напряжений проводили по методу Н. Н. Давиденкова с помощью прибора «ПИОН-2», который регистрирует деформацию при механическом воздействии и определяет остаточные напряжения при непрерывном удалении исследуемых слоев в процессе электрохимического травления;

- коррозионные испытания проводили гравиметрическим методом путём погружения полученных образцов в стандартные среды.

Результаты и их обсуждение

Микроструктура полученных покрытий.

Представлены снимки, полученные с хромовых осадков толщиной 100 мкм, на которых наблюдается слоистость (рис. 1, а). Причинами слоистости могут быть: неравномерное распределение осаждаемых элементов в толще катодного осадка и скачкообразное изменение потенциала на катоде во время электролиза. Это явление может быть вызвано либо периодическим накоплением разряженных ионов в прикатодной зоне, затем их периодическим восстановлением, либо появлением в осадке «примесных» неметаллических слоев, содержащих

неметаллические компоненты (ПАВ, гидрооксиды, электролит, фосфор, серу, бор) [3-6; 16]. Выделение водорода также может быть причиной слоистой структуры при электроосаждении хрома. В процессе электролиза формируются частицы гидрок-сида, которые адсорбируются на катоде и включаются в растущую пленку. Адсорбция гидроксидов на поверхности растущей пленки происходит периодически при повышении рН электролита и накапливании адсорбированных частиц вблизи катода [17-19]. Наблюдается зависимость увеличения быстроты защелачивания электролита от повышения скорости электролиза и увеличения выхода водорода по току, что приводит к изменению толщины слоев в покрытии [3].

в

Рис. 1. Микроструктура хромового осадка (толщина 100 мкм): а - без ХТО; б - с цементацией; в - с азотированием и вакуумным отжигом

Параметр Значение

Смесь состава Хлористый аммоний NH4CI и аммиак NH3

Температура, °C 480 ± 10

Время выдержки, мин 30

При изучении микроструктуры хромовых образцов, подвергнутых цементации, слоистости не наблюдается. Имеется небольшое количество пор (рис. 1, б).

На микроструктуре хромовых образцов, подвергнутых азотированию с последующим вакуумным отжигом, наблюдается большое количество объемных дефектов в виде пор. Поры имеют вытянутую форму в направлении, перпендикулярном фронту фазообразования электроосажденного металла. Хром электроосаждается при малом выходе по току, то есть примерно 85 % электричества расходуется на выделение водорода. Фазообразование элек-троосаждаемого хрома происходит в насыщенной среде водорода [20]. После воздействия азотированием произошло объединение нескольких пор в каналы, наблюдается высокая пористость (рис. 1, в).

Твердость полученных покрытий. Микротвердость хромовых осадков измеряли на микрошлифах от поверхности хрома к границе с основным материалом.

Результаты измерения микротвердости хромового осадка без ХТО показывают, что ее значения распределены неравномерно по сечению осадка (рис. 2, а). Это можно объяснить слоистостью поверхности, которая наблюдалась при металлографических исследованиях (см. рис. 1, а).

При воздействии цементацией или азотированием происходит снижение твердости хромового осадка (рис. 2, б, в). В случае с азотированием причиной снижения твердости может быть образование большого количества объемных дефектов, которые наблюдались при металлографических

исследованиях (см. рис. 1, в). В случае с цементованным хромовым осадком для объяснения причин снижения твердости проведем рентгеноструктур-ный анализ.

Рентгеноструктурный анализ. Для анализа полученных данных по твердости проводили рент-геноструктурное исследование поверхности. Анализ дифрактограмм хромовых покрытий без ХТО показал наличие хрома с объемно-центрированной кубической решеткой. Кроме того, рентгеновский фазовый анализ свидетельствует, что в материалах покрытия могут содержаться примесные элементы, входящие в состав электролита или в материалы электрода. Этим можно объяснить обнаружение интерметаллического соединения CrFe (табл. 4).

В образцах хромовых осадков с цементацией выявлен оксид хрома, то есть некоторое количество хрома в осадке существует в окисленной форме, в виде Cr2O3. Вероятнее всего, это связано с тем, что поверхностный слой хромового осадка был загрязнен примесями (например кислородом) и в процессе топохимической реакции при цементации произошло восстановление окси-аниона. Основными фазами, выявленными при рентгеноструктурном анализе, являются &2зСб, СГ7С3, Cr2Oз, раздел между которыми выявляется металлографическим анализом (см. рис. 1, б) на поперечных шлифах исследуемых покрытий. Параметры рентгенометрических данных для обнаруженных фаз, представлены в табл. 4.

При рентгеноструктурном исследовании хромовых осадков с азотированием и вакуумным отжигом обнаружены нитриды хрома.

П

Л

и

§

&

i о

Л

К

25000 20000 15000 10000 5000 О

_ ^ ____4--л \

t —?— — "I Г---»

—»— а

-Yr-в —♦— в

20

40

60

80

100

120

140

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Глубина (от поверхности хрома к границе с основным материалом)

МЕМ

Рис. 2. График распределения микротвердости по глубине хромового осадка: а - электроосажденный хром без ХТО; б - электроосажденный хром с цементацией; в - электроосажденный хром с азотированием и последующим

вакуумным отжигом

Таблица 4

Рентгенофазовый анализ хромовых покрытий без ХТО и хромовых покрытий с ХТО

Тип образцов Фазы Параметры решетки, А

a b c

Электроосажденный хром без ХТО Cr 2,903 - -

CrFe 2,8690 - -

Fe 2,9315 - -

Электроосажденный хром с ХТО (цементацией) Cr23C6 10,660 - -

Cr7C3 7,010 12,142 4,526

Cl2O3 4,948 4,948 13,586

Электроосажденный хром с ХТО и ТО (азо-тированием+вакуум-ным отжигом) Cr2N 0,327 - -

CrFe 0,916 - -

Морфология поверхности при растровой микроскопии. На рис. 3, а, представлена микрофотография хромового покрытия с цементацией, полученная на растровом электронном микроскопе (РЭМ), на которой наблюдается скопление мелких глобулярных частиц вокруг микропустот. Этот процесс можно рассматривать как стадию коагуляции карбидов. Согласно [3; 4; 16], при коагуляции карбидов происходит снижение твердости. Таким образом,

цементация не дает эффекта повышения твердости. Но при этом происходит некое «защелачивание» дефектов гальванического хрома, что должно привести к улучшению коррозионных свойств.

На рис. 3, б, представлена микрофотография хромового покрытия с последующим азотированием и вакуумным отжигом, подтверждающая наличие каналов, которые могут оказать сильное воздействие на коррозионную стойкость.

Оценка коррозионных свойств. Для исследования коррозионной стойкости использовался электроосажденный хром толщиной 40 мкм, что максимально приближенно к условиям промышленной эксплуатации. Испытание проводилось в течение 30 дней, в стандартных средах: 3 % №С1 (рН=7), 3 % №С1+0,5 % СН3СООН (рН=2,86).

В результате коррозионных испытаний (рис. 4) хромовые образцы с цементацией обладали лучшей коррозионной стойкостью, по сравнению с хромовым покрытием без ХТО. Так, в коррозионной среде 3 % №С1 покрытие с цементацией обладает коррозионной стойкостью в 3,03 раза большей, чем у электроосажденного покрытия без ХТО, а в среде 3 % №С1+0,5 % СН3СООН превышает в 2,07 раза.

а б

Рис. 3. Электронные микрофотографии (РЭМ) электроосажденных хромовых покрытий: а - с цементацией;

б - с азотированием и вакуумным отжигом

i 0.35

I

1 о.з

о $

S

а

U

О

а.

о a О

0,25 0,2 0=15 0,1 0,05 О

0V7

I

о,ОЙ

идг

б

0.29

0.05

С! 3 % NaCl+0,5 % CH3COOH (pH=2,86) И 3 % NaCl (pH=7)

Рис. 4. График зависимости скорости коррозии от процессов получения покрытий: а - электроосажденный хром без ХТО; б - электроосажденный хром с цементацией; в - электроосажденный хром с азотированием и вакуумным отжигом

в

а

Хромовые образцы с азотированием и вакуумным отжигом имеют высокую скорость коррозии в среде 3 % NaCl+0,5 % CH3COOH, по сравнению с другими видами образцов. Однако в стандартной среде 3 % NaCl наблюдается их преимущество ( коррозионная стойкость в 1,4 раза выше), по сравнению с соответствующими данными электроосажденного хрома без ХТО.

Как правило, коррозионная стойкость покрытий в агрессивных средах зависит не только от химического состава, дисперсности, фазового состава, текстуры, но и от показателей внутренних напряжений, которые рассмотрим в следующем разделе.

Влияние внутренних напряжений на коррозионные свойства. Были построены эпюры распределения остаточных напряжений по глубине исследуемых осадков (рис. 5) и определены знаки напряжения [21-25]. На эпюрах просматриваются условно три зоны: первая - поверхность, вторая -переходная зона, третья - подложка.

У х

/ "V- Л -Л .У Ч.,

V г*

/ —

о 0 5 10 15 2(1 25 30 35 40 45 50 55 60 05 70 75 80 35 90 Э5 100 Толщина стравленного слоя, мьа!

Рис. 5. График зависимости остаточных напряжений от глубины стравленного слоя: а - электроосажденный хром без ХТО; б - электроосажденный хром с цементацией; в - электроосажденный хром с азотированием и вакуумным отжигом

На эпюре исследованных хромовых осадков без ХТО наблюдается положительный знак незначительных растягивающих напряжений. Далее они остаются практически нулевыми до глубины 37 мкм, что соответствует первой зоне; после чего эпюра переходит в отрицательные знаки, относящиеся к сжимающим напряжениям, которые равномерно увеличиваются до 18 кгс/мм2 на общей глубине около 43 мкм, что соответствует второй зоне; затем плавно уменьшаются, возвращаясь к незначительным растягивающим на глубине стальной основы.

Далее рассмотрим показатели внутренних напряжений по глубине хромового осадка, подвергнутому цементации. В данном случае на рис. 5, б, наблюдаются сжимающие напряжения поверхности осадка (первая зона) при показателях в 44 кгс/мм2, которые постепенно уменьшаются, приближаясь к основе подложки (вторая зона).

На образцах, подвергнутых азотированию, имеются незначительные сжимающие напряжения поверхности осадка (первая зона) при показателе 12 кгс/мм2, которые постепенно уменьшаются, приближаясь к основе подложки (вторая зона).

При сравнении эпюр наблюдается, что напряжения в хромовом осадке без ХТО относятся к растягивающим, после воздействия ХТО уже к сжимающим.

Таким образом, при диффузионном насыщении хромового покрытия углеродом наблюдается переход напряжений от растяжения к сжатию и увеличению их абсолютного значения. Наличие напряжений сжатия в покрытиях хромом вследствие образования карбидов является одной из причин повышения коррозионной стойкости.

Заключение

Цементация электролитического хромового покрытия приводит к образованию карбидов хрома, которые коагулируют и размещаются вокруг микропустот осажденного металла. Данный процесс при испытании в стандартных коррозионных средах сопровождается повышением коррозионной стойкости покрытия в 2-3 раза.

Азотирование с ТО электролитического хромового покрытия приводит к образованию нитридов хрома, но при этом возникает повышенное количество пор, которые пагубно влияют на коррозионную стойкость.

Установлено, что слоистость хромового осадка после проведения ХТО исчезает. Одновременно происходит изменение знака внутренних напряжений с растягивающих на сжимающие.

Установлено, что процессы ХТО негативно сказываются на показателе микротвердости хромовых покрытий. Возможными причинами снижения твердости при цементации в данном случае стало образование хрома окисленной формы в виде СГ2О3 и коагуляция карбидов. Причиной снижения твердости после азотирования с ТО стало образование канавок в структуре поверхности.

Библиографический список

1. Горбунова, К.М. Электроосаждение сплавов / К.М. Горбунова, Ю.М. Полукаров // Итоги науки и техники. Электрохимия. - М.: ВИНИТИ, 1969. - Т. 11. -С. 59-113.

2. Кудрявцев, Н.Т. Электролитические покрытия металлами / Н.Т. Кудрявцев. - М.: Химия, 1979. - 352 с.

3. Ковенский, И.М. Электролитические сплавы / И.М. Ковенский, В.В. Поветкин. - М.: Интермет Инжиниринг, 2003. - 288 с.

4. Ковенский, И.М. Металловедение покрытий: учебник для вузов / И.М. Ковенский, В.В. Поветкин. - М.: Интермет Инжиниринг, 1999. - 296 с.

5. Лайнер, В.И. Современная гальванотехника / В.И. Лайнер. - М.: Металлургия, 1967. - 384 с.

6. Ямпольский, А.М. Гальванические покрытия / А.М. Ямпольский. - Л.: Машиностроение, 1978. - 168 с.

7. Гальванические покрытия в машиностроении: справочник: в 2 т. / под ред. М.А. Шлугера. - М.: Машиностроение, 1985. - Т. 1. - 240 с.; Т. 2. - 248 с.

8. Химико-термическая обработка металлов и сплавов: справочник / Г.В. Борисенок, Л.А. Васильев, Л.Г. Ворошнин [и др.]. - М.: Металлургия, 1981. - 424 с.

9. Лахтин, Ю.М. Химико-термическая обработка металлов / Ю.М. Лахтин, Б.Н. Арзамасов. - М.: Металлургия, 1985. - 256 с.

10. Архаров, В.И. Карбидизация электролитических осадков хрома / В. И. Архаров, С. А. Немнонов // Известия АН СССР. - 1943. - № 9-10.

11. Реновация машиностроительной и сельскохозяйственной техники гальваническими железохроми-стыми покрытиями с применением цементации [Электронный ресурс] / В.Н. Гадалов, С.В. Сафонов, В.И. Се-ребровский [и др.] // Вестник ВГТУ, 2013. - № 4. - URL: https://cyberleninka.ru/article/nrenovatsiya-mashinostroitel-noy-i-selskohozyaystvennoy-tehniki-galvanicheskimi-zhele-zohromistymi-pokrytiyami-s-primeneniem (дата обращения: 01.06.2023).

12. Гуменюк, А.В. Увеличение срока службы нефтепромыслового оборудования за счет применения новых технических решений и современных антикоррозионных защитных покрытий / А.В. Гуменюк // Нефть. Газ. Новации. - 2016. - № 5. - С. 64-67.

13. Ковенский, И.М. Методы исследования электролитических покрытий / И.М. Ковенский, В.В. Поветкин. - М.: Наука, 1994. - 234 с.

14. Дресвянников, А.Ф. Методы исследования процессов электроосаждения металлов: [справ. изд.] / А.Ф. Дресвянников, Я.В. Ившин. - Казань: Казанский гос. ун-т, 2006. - 192 с.

15. Вячеславов, П.М. Контроль электролитов и покрытий / П.М. Вячеславов, Н.М. Шмелева. - 2-е изд., пе-рераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1985. - 96 с.

16. Поветкин, В.В. Структура электролитических покрытий [Текст]: монография / В.В. Поветкин, И.М. Ковенский. - М.: Металлургия, 1989. - 136 с.

17. Ковенский, И.М. Формирование структуры и свойств металлических покрытий, адаптированных к различным условиям эксплуатации / И.М. Ковенский, А.А. Неупокоева // Известия вузов. Нефть и газ. - 2013. -№ 5 - С. 103-106.

18. Kovenskiy, I.M. Influence of the conditions of electrode position and heat treatment on the structure and properties of metallic coatings / I.M. Kovenskiy, A.A. Kulemina // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. -2016. - Vol. 127(1).

19. Kulemina, A. Influence of the conditions for obtaining coatings on the structure and properties / A. Kulemina, I. Kovenskiy // Materials Today: Proceedings. - 2019. -Vol. 11. - Р. 311-316.

20. Гирин, О.Б. Особенности пористой структуры электроосажденных материалов [Электронный ресурс] / О.Б. Гирин, А. Л. Чуприна // ВЕЖПТ, 2012. - № 10 (59). -

URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-poristoy-struktury-elektroosazhdennyh-materialov_(дата обращения: 01.06.2023).

21. Dzedzina, R. Effect of additive on the internal stress in galvanic coatings / R. Dzedzina, M. Hagarova // International Journal of Electrochemical Science. - 2013. - Vol. 8, iss. 6. - P. 8291-8298.

22. Салахова, Р. К. Исследование внутренних (остаточных) напряжений в композиционно-кластерных хромовых и никелевых покрытиях [Электронный ресурс] / Р.К. Салахова, В.В. Семенычев, Е.В. Тюриков, А.Б. Тихо-образов // Авиационные материалы и технологии, 2014. -№ S3. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-vnutrennih-ostatochnyh-napryazheniy-v-kompozitsionno-klaster-nyh-hromovyh-i-nikelevyh-pokrytiyah (дата обращения: 01.06.2023).

23. Стратулат, М.П. Остаточные напряжения в электролитическом хроме / М.П. Стратулат // Мир транспорта и технологических машин. - 2009. - № 1/24. - С. 48-55.

24. Поперека, М.Я. Внутренние напряжения электролитически осаждаемых металлов / М.Я. Поперека. -Новосибирск: Зап.-Сиб. книжн. изд-во, 1966. - 268 с.

25. Биргер, И. А. Остаточные напряжения / И. А. Бир-гер. - М.: Машгиз, 1963. - 257 с.

References

1. Gorbunova K.M. Elektroosazhdenie splavov [Elec-trodeposition of alloys]. K.M. Gorbunova, Iu.M. Polukarov. Itogi nauki i tekhniki. Elektrokhimiia. Moscow: VINITI, 1969, vol. 11, pp. 59-113.

2. Kudriavtsev N.T. Elektroliticheskie pokrytiia metallami [Electrolytic metal coatings]. Moscow: Khimiia, 1979, 352 p.

3. Kovenskii I.M. Elektroliticheskie splavy [Electrolytic alloys]. I.M. Kovenskii, V.V. Povetkin. Moscow: Intermet In-zhiniring, 2003, 288 p.

4. Kovenskii I.M. Metallovedenie pokrytii: uchebnik dlia vuzov [Metallurgy of coatings: textbook for universities]. I.M. Kovenskii, V.V. Povetkin. Moscow: Intermet Inzhinir-ing, 1999, 296 p.

5. Lainer V.I. Sovremennaia gal'vanotekhnika [Modern electroplating]. Mosciow: Metallurgiia, 1967, 384 p.

6. Iampol'skii A.M. Gal'vanicheskie pokrytiia [Galvanic coatings]. Leningrad: Mashinostroenie, 1978, 168 p.

7. Gal'vanicheskie pokrytiia v mashinostroenii: spravochnik: v 2 tomah [Galvanic coatings in mechanical engineering: handbook]. Ed. M.A. Shlugera. Mosocw: Mashinostroenie, 1985, vol. 1, 240 p.; vol. 2, 248 p.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

8. Khimiko-termicheskaia obrabotka metallov i spla-vov. Spravochnik [Chemical and thermal treatment of metals and alloys: reference book]. Ed. G.V. Borisenok, L.A. Va-sil'ev, L.G. Voroshnin. Moscow: Metallurgiia, 1981, 424 p.

9. Lakhtin Iu.M. Khimiko-termicheskaia obrabotka metallov [Chemical and thermal treatment of metals]. Iu.M. Lakhtin, B.N. Arzamasov. Moscow: Metallurgiia, 1985, 256 p.

10. Arkharov V.I., Nemnonov S.A. Karbidizatsiia elektroliticheskikh osadkov khroma [Carbidization of electrolytic chromium precipitates]. Izvestiia AN SSSR, 1943, no. 9-10.

11. Gadalov V.N., Safonov S.V., Serebrovskii V.I. et al. Renovatsiia mashinostroitel'noi i sel'skokhoziaistvennoi tekhniki gal'vanicheskimi zhelezokhromistymi pokrytiiami s primeneniem tsementatsii [Renovation of machine-building and agricultural equipment by galvanic iron-chromium coatings with the use of cementation]. Vestnik VGTU, 2013, no. 4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n7renovatsiya-mashinostroitelnoy-i-selskohozyaystvennoy-tehniki-galvani-cheskimi-zhelezohromistymi-pokrytiyami-s-primeneniem (data avalable 01.06.2023).

12. Gumeniuk A.V. Uvelichenie sroka sluzhby neftepromyslovogo oborudovaniia za schet primeneniia no-vykh tekhnicheskikh reshenii i sovremennykh antikor-rozionnykh zashchitnykh pokrytii [Increasing the service life of oilfield equipment through the use of new technical solutions and modern anti-corrosion protective coatings]. Neft'. Gaz. Novatsii, 2016, no. 5, pp. 64-67.

13. Kovenskii I.M., Povetkin V.V. Metody issledo-vaniia elektroliticheskikh pokrytii [Methods of research of electrolytic coatings]. Moscow: Nauka, 1994, 234 p.

14. Dresviannikov A.F., Ivshin Ia. V. Metody issledo-vaniia protsessov elektroosazhdeniia metallov [Methods of research of metal electrodeposition processes]. Kazan': Kazan-skii gosudarstvennyi universitet, 2006, 192 p.

15. Viacheslavov P.M., Shmeleva N.M. Kontrol' el-ektrolitov i pokrytii [Control of electrolytes and coatings]. -2nd. Leningrad: Mashinostroenie, Leningradskoe Otdelenie, 1985, 96 p.

16. Povetkin V.V. Struktura elektroliticheskikh pokrytii [Structure of electrolytic coatings] monografiia. Ed. V.V. Povetkin, I.M. Kovenskii. Moscow: Metallurgiia, 1989, 136 p.

17. Kovenskii I.M., Neupokoeva A.A. Formirovanie struktury i svoistv metallicheskikh pokrytii, adaptirovannykh k razlichnym usloviiam ekspluatatsii [Formation of structure and properties of metal coatings adapted to different operating conditions]. Izvestiia vuzov. Neft' i gaz, 2013, no. 5, pp. 103-106.

18. Kovenskiy I.M., Kuleminav A. A. Influence of the Conditions of Electrode Position and Heat Treatment on the Structure and Properties of Metallic Coatings. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2016, 127(1).

19. Kulemina A., Kovenskiy I. Influence of the Conditions for Obtaining Coatings on the Structure and Properties. Materials Today: Proceedings, 2019, no. 11, pp. 311-316.

20. Girin O.B., Chuprina A.L. Osobennosti poristoi struktury elektroosazhdennykh materialov [Peculiarities of porous structure of electrodeposited materials]. VEZhPT, 2012, no. 10 (59). URL: https://cyberleninka.ru/article/ri/oso-bennosti-poristoy-struktury-elektroosazhdennyh-materialov (data obrashcheniia: 01.06.2023).

21. Dzedzina R., Hagarova M. Effect of additive on the internal stress in galvanic coatings. International Journal of Electrochemical Science, 2013, vol. 8, iss. 6, pp. 8291-8298.

22. Salakhova R.K., Semenychev V.V., Tiurikov E.V., Tikhoobrazov A.B. Issledovanie vnutrennikh (ostatochnykh) napriazhenii v kompozitsionno-klasternykh khromovykh i nikelevykh pokrytiiakh [Investigation of internal (residual)

stresses in composite-cluster chrome and nickel coatings]. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, 2014, no. S3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-vnutrennih-ostato-chnyh-napryazheniy-v-kompozitsionno-klasternyh-hromovyh-i-nikelevyh-pokrytiyah (data avalable 01.06.2023).

23. Stratulat M. P. Ostatochnye napriazheniia v elektro-liticheskom khrome [Residual stresses in electrolytic chromium]. Mir transporta i tekhnologicheskikh mashin, 2009, no. 1/24, pp. 48-55.

24. Popereka M.Ia. Vnutrennie napriazheniia elektrolit-icheski osazhdaemykh metallov [Internal stresses of electro-lytically deposited metals]. Novosibirs: Sibirskoe Knizhnoe Izdatelstvo, 1966, 268 p.

25. Birger I.A. Ostatochnye napriazheniia [Residual stresses]. Moscow: Mashgiz, 1963, 257 p.

Поступила: 04.12.2023

Одобрена: 11.12.2023

Принята к публикации: 15.02.2024

Об авторах

Чаугарова Лариса Зиннуровна (Тюмень, Российская Федерация) - аспирант, старший преподаватель (Российская Федерация, 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, e-mail: chaugarovalz@tyuiu.ru).

Ковенский Илья Моисеевич (Тюмень, Российская Федерация) - профессор, доктор технических наук (Российская Федерация, 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, e-mail: kovenskijim@tyuiu.ru).

Кулемина Алёна Александровна (Тюмень, Российская Федерация) - доцент, кандидат технических наук (Российская Федерация, 625000, г. Тюмень, ул. Луначарского, 2, e-mail: kuleminaaa@tyuiu.ru).

Малыш Сергей Владимирович (Тюмень, Российская Федерация) - младший научный сотрудник (Российская Федерация, 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, e-mail: ser-malysh@yandex.ru).

About the authors

Larisa Z. Chaugarova (Tyumen, Russian Federation) -graduate student, senior lecturer (38, Volodarskogo str., Tyumen, 625000, Russian Federation, e-mail: chauga-rovalz@tyuiu.ru).

Ilya M. Kovenskiy (Tyumen, Russian Federation) -professor, doctor of technical sciences (38, Volodarskogo str., Tyumen, 625000, Russian Federation, e-mail: kovenskijim@tyuiu.ru).

Alena A. Kulemina (Tyumen, Russian Federation) -Associate Professor, Candidate of Technical Sciences (38, Volodarskogo str., Tyumen, 625000, Russian Federation, e-mail: kuleminaaa@tyuiu.ru).

Sergey V. Malysh (Tyumen, Russian Federation) -junior researcher (38, Volodarskogo str., Tyumen, 625000, Russian Federation, e-mail: ser-malysh@yandex.ru).

Финансирование.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад всех авторов равноценен.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.