CC BY
13
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 04-3/2017 ISSN 2410-700Х_
УДК 541.48-14
Д.А. Кондратьев С.В. Жуковин О.В. Чернова
канд. хим. наук, доценты ВятГУ, г. Киров, РФ E-mail: [email protected]
ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА СПЛАВОВ-ПОКРЫТИЙ СИСТЕМЫ НИКЕЛЬ-ДИСПРОЗИЙ МЕТОДОМ ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ В ГАЛОГЕНИДНОМ РАСПЛАВЕ
Аннотация
В работе гравиметрическим методом, изучено влияние температуры и продолжительности процесса насыщения на удельное изменение массы образцов из никеля (Р) при бестоковом диффузионном насыщении их диспрозием. В качестве электролита использована расплавленная эвтектика хлоридов лития и калия, содержащая 5 масс. % хлорида диспрозия. Рассчитаны математические зависимости Р от продолжительности процесса в интервале температур 773 - 973К.
Ключевые слова
Диффузионное насыщение, сплав-покрытие, эвтектическая смесь, никель, диспрозий.
Редкоземельные металлы (РЗМ) находят широко применяются в металлургии как легирующие добавки. Объемное легирование металлов приводит к большому расходу дорогостоящих компонентов, при этом оптимальное соотношение свойств достигается не всегда. Тогда как поверхностное легирование, в основе которого лежит термодиффузионное насыщение поверхности защищаемого металла, позволяет получать требуемый комплекс свойств при минимальном расходе легирующих добавок.
Синтезировать на поверхности защищаемого металлического изделия сплав-покрытие можно с использованием метода жидкостного бестокового насыщения в расплавленных солевых средах. Рассматриваемый метод на ряду с относительной простотой технологического оформления обладает приемлемой воспроизводимостью результатов, а формируемые покрытия характеризуются высокой равномерностью [1, с.54].
В данной работе был исследован процесс диффузионного насыщение никеля диспрозием в расплавленной эвтектоидной смеси хлоридов лития и калия с добавлением 5 масс. % трихлорида диспрозия при температурах 773, 823, 873, 923 и 973 К.
Процесс диффузионного насыщения был осуществлён в ячейке закрытого типа, в среде аргона. Подготовленную навеску солевой смеси массой 30,0±2 г помещали в тигель, закреплённый на молибденовом подвесе в ячейке, которая обогревалась печью с автоматической регулировкой температуры. Собранную ячейку вакуумировали и заполняли аргоном. После достижении требуемой температуры в расплав соли на молибденовых подвесках погружали никелевый образец площадью 1±0,4 см2 и диспрозиевую пластину. После выдержки образца из никеля в расплаве заданное время, его извлекали, охлаждали в среде аргона и промывали в дистиллированной воде. За количественную характеристику процесса диффузионного насыщения мы принимали изменение массы никелевых образцов на единицу площади поверхности (Р) в течение заданного времени насыщения. Расчет проводили по формуле:
P=Am/S, (1)
где Р - удельное изменение массы насыщаемого образца, кг / м2; Am - изменение массы насыщаемого образца, кг; S - площадь поверхности насыщаемого образца, м2.
Результаты экспериментов аппроксимировали уравнениями вида:
P=kTn, (2)
где т - продолжительность процесса, ч; k - константа скорости процесса, кг /м2 чп; n - показатель степени.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 04-3/2017 ISSN 2410-700Х
Зависимость удельного привеса никелевого образца от продолжительности насыщения диспрозием в расплаве при температурах: 1 - 773; 2 - 823; 3 - 873; 4 - 923; 5 - 973 К.
Значения показателя степени n, которые были рассчитаны из полученных в ходе эксперимента зависимостей удельного изменения образцов из никеля от продолжительности диффузионного насыщения их диспрозием, при всех исследованных температурах, близки к величине 0,5, что характерно для тех процессов химико-термической обработки, когда лимитирующей стадией является диффузия в металлической фазе покрываемого образца [2, с.85]. Список использованной литературы:
1. Ворошнин Л.Г. Защитные покрытия на металлах / Л.Г. Ворошнин, Б.М. Хусид, Г.М. Левченко // Сб. статей. - Киев: Наукова думка. - 1984. - №18. - С. 54.
2. Елькин О.В, Ковалевский В.В. Получение сплавов-покрытий методом бестокового диффузионного насыщения никеля иттербием в расплаве LiCl-KCl-YbCb // металлы. - 2013. - №3. - С. 84-87.
© Кондратьев Д.А., Жуковин С.В., Чернова О.В., 2017
УДК 541.48-14
О.В. Чернова С.В. Жуковин Д.А. Кондратьев
канд. хим. наук, доценты ВятГУ, г. Киров, РФ E-mail: [email protected]
ДИФФУЗИОННОЕ ПОКРЫТИЕ НА ОСНОВЕ НЕОДИМА
Аннотация
В работе рассмотрена возможность получения диффузионного покрытия на никеле из эквимольного расплава KCl-NaCl c добавками трихлорида неодима гальваностатическим методом.
Ключевые слова
Ионные расплавы, трихлорид неодима, электролиз, диффузионные покрытия, выход по току, химико-термическая обработка.
