Комплексные боридные покрытия применительно к повышению коррозионной стойкости стальных труб в условиях воздействия кавитационно-эрозионных сред
Исследована кавитационно-эрозионная стойкость титано-, хромо- и цирконий-борированных покрытий на стали 20. Покрытия были получены методом вакуумного активированного диффузионного насыщения по двухстадийной технологии. Испытания на кавитационно-эрозионную стойкость проводились в условиях ультразвуко...
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17385 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Комплексные боридные покрытия применительно к повышению коррозионной стойкости стальных труб в условиях воздействия кавитационно-эрозионных сред / В.И. Змий, Г.Н. Картмазов, Н.Ф. Карцев, Ю.В. Кунченко, Л.С. Ожигов, С.Г. Руденький // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 5. — С. 84-88. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859685497628000256 |
|---|---|
| author | Змий, В.И. Картмазов, Г.Н. Карцев, Н.Ф. Кунченко, Ю.В. Ожигов, Л.С. Руденький, С.Г. |
| author_facet | Змий, В.И. Картмазов, Г.Н. Карцев, Н.Ф. Кунченко, Ю.В. Ожигов, Л.С. Руденький, С.Г. |
| citation_txt | Комплексные боридные покрытия применительно к повышению коррозионной стойкости стальных труб в условиях воздействия кавитационно-эрозионных сред / В.И. Змий, Г.Н. Картмазов, Н.Ф. Карцев, Ю.В. Кунченко, Л.С. Ожигов, С.Г. Руденький // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 5. — С. 84-88. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Исследована кавитационно-эрозионная стойкость титано-, хромо- и цирконий-борированных покрытий на стали 20. Покрытия были получены методом вакуумного активированного диффузионного насыщения по двухстадийной технологии. Испытания на кавитационно-эрозионную стойкость проводились в условиях ультразвукового воздействия в водной суспензии, содержащей 2,5 вес.% порошка В4С с размером частиц около 150 мкм. Установлено, что указанные покрытия, в частности, хромо- и титаноборированные, повышают стойкость по сравнению с исходной сталью 20 в 6-8 раз.
Досліджено кавітаційно-ерозійну стійкість титано-, хромо- і цирконій-борованих покриттів на сталі 20. Покриття були отримані методом вакуумного активованого дифузійного насичення за двостадійною технологією. Випробування на кавітаційно-ерозійну стійкість проводилися в умовах ультразвукової дії у водній суспензії, що містить 2,5 ваг.% порошку В4С з розміром часток близько 150 мкм. Установлено, що зазначені покриття, зокрема хромо- і титано-боровані, підвищують стійкість у порівнянні з вихідною сталлю 20, в 6-8 разів.
Experiments were made to investigate cavitation-erosion resistance of titanium-, chromium- and zirconium-borated coatings on steel 20. The coatings were produced by the method of activated vacuum diffusion saturation using the two-stage process. The cavitation-erosion resistance tests were performed by exposing the coated steel to ultrasonic action in aqueous suspension that comprised 2.5 wt.% B4C powder particles, about 150 μm in size. It has been found that the mentioned coatings, in particular, chromium- and titanium-borated coatings, improve the resistance of the initial steel 20 by factors of 6 to 8.
|
| first_indexed | 2025-11-30T22:13:10Z |
| format | Article |
| fulltext |
Раздел четвертый
ФИЗИКА РАДИАЦИОННЫХ И ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
УДК 621.785.539
КОМПЛЕКСНЫЕ БОРИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ
ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ПОВЫШЕНИЮ КОРРОЗИОННОЙ
СТОЙКОСТИ СТАЛЬНЫХ ТРУБ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ
КАВИТАЦИОННО-ЭРОЗИОННЫХ СРЕД
В.И. Змий, Г.Н. Картмазов, Н.Ф. Карцев, Ю.В. Кунченко, Л.С. Ожигов, С.Г. Руденький
Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт»,
Харьков, Украина
Е-mail: zmij@kipt.kharkov.ua, тел.+38(057)335-66-82
Исследована кавитационно-эрозионная стойкость титано-, хромо- и цирконий-борированных покрытий
на стали 20. Покрытия были получены методом вакуумного активированного диффузионного насыщения по
двухстадийной технологии. Испытания на кавитационно-эрозионную стойкость проводились в условиях
ультразвукового воздействия в водной суспензии, содержащей 2,5 вес.% порошка В4С с размером частиц
около 150 мкм. Установлено, что указанные покрытия, в частности, хромо- и титаноборированные, повы-
шают стойкость по сравнению с исходной сталью 20 в 6-8 раз.
Повышение работоспособности целого ряда уз-
лов и механизмов, которые эксплуатируются в экс-
тремальных условиях, например, эрозионно-
коррозионного воздействия, является актуальной
задачей современного материаловедения и нуждает-
ся во всестороннем исследовании. Это обусловлено
необходимостью разработки более эффективных
конструкционных материалов и покрытий, в частно-
сти, на стали 20, которая используется для изготов-
ления труб второго контура реакторов АЭС.
Для защиты поверхности от коррозии и повыше-
ния ее износостойкости преимущественно исполь-
зуют хром, титан, цирконий и их бориды [1-7]. Хром
улучшает коррозионную стойкость материалов, спо-
собствует повышению текучести, твердости, проч-
ности и вязкости. Титан и цирконий в виде покры-
тий используются реже, однако в небольших коли-
чествах при легировании сталей в соединении с дру-
гими элементами они оказывают положительное
влияние на эксплуатационные характеристики ста-
ли. При этом следует отметить, что свойства покры-
тий также в значительной мере зависят от способа
их получения.
В настоящей работе комплексные легированные
(Cr, Ti и Zr) боридные покрытия на стали 20 полу-
чали активированным диффузионным насыщением
подложки в вакууме [8]. При этом указанные по-
крытия наносились по двухстадийной схеме: снача-
ла на поверхности стали формировали металличе-
ские покрытия, после чего образцы борировались.
Учитывая тот факт, что термодинамика и кинетика
хромирования и титанирования сталей изучались в
публикациях [9, 10], в настоящей работе эти иссле-
дования были проведены только для циркония.
В связи с этим была рассмотрена термодинамика
взаимодействия в системе NaCl-Zr при разных тем-
пературах и давлениях в реакционной зоне:
NaCl(г) + Zr(т) → ZrCl(г) + Na(г) (1)
∆G1 = 4,956·105 -140,042·T;
NaCl(г) + 1/2Zr(т) → ½ ZrCl2(г) + Na(г) (2)
∆G2 = 1,981·105 – 48,952·T;
NaCl(г) + 1/3Zr(т)→ 1/3ZrCl3(г) + Na(г) (3)
∆G3 = 1,149·105 – 26,27·T;
NaCl(г) + 1/4Zr(т) → 1/4ZrCl4(г) + Na(г) (4)
∆G4 = 7,139·104 – 6,339·T.
Термодинамический расчет равновесных давле-
ний соответствующих компонентов в системе
NaCl+Zr был проведен по несколько упрощенной
программе в сравнении с аналогичными расчетами
[9-10]. Взаимодействие в системе NaCl+Zr описыва-
ется четырьмя химическими реакциями (1)-(4) и их
свободными энергиями Гиббса: ∆G1, ∆G2, ∆G3, ∆G4
соответственно. Расчет зависимости свободной
энергии от температуры выполняли в нулевом при-
ближении, т.е. считали, что Ср = 0 и ∆Gт = ∆Н298 -
Т·∆S298. На основании этих химических реакций
(1)-(4) были получены их константы равновесия
согласно закону действующих масс:
∆G = - RTlnKp Kp = exp (-∆G/RT); (5)
K1 = PZrCl · PNa / PNaCl · аZr ; (6)
K2 = (PZrCl2)1/2 · PNa / PNaCl · (аZr)1/2; (7)
K3 = (PZrCl3)1/3 · PNa / PNaCl ·( аZr)1/3; (8)
K4 = (PZrCl4)1/4 ·PNa / PNaCl ·(аZr)1/4. (9)
Для определения парциальных давлений компо-
нентов газовой смеси в системе NaCl+Zr необходи-
мо уравнения (6)-(9) дополнить с целью получения
замкнутой полной системы независимых уравнений.
84
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2010. №5.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (96), с. 84-88.
mailto:zmij@kipt.kharkov.ua
При этом предполагалось, что активность циркония
аZr = 1, количество хлористого натрия и циркония
равно 1 молю. Дополнительные уравнения – это
общее давление в системе (10), сохранение количе-
ства неосаждаемых элементов (11, 12), и уравнения,
связывающие парциальное давление компонента Pi с
его количеством ni в молях (13):
PΣ = PZrCl+PZrCl2 +PZrCl3 +PZrCl4 +PNa + PNaCl; (10)
NaCl=1=nZrCl+2nZrCl2+3nZrCl3+
+ 4nZrCl4+nNaCl ; (11)
Na = 1 = nNa + nNaCl; (12)
VPi = niRT , (13)
где V – общий объем; R – универсальная газовая
постоянная. Полученная таким способом система
была решена для температур – 1300, 1400, 1500,
1600 К и давлений Р = 10, 1 и 10-2 мм рт.ст.
Результаты расчетов приведены в табл.1. Основ-
ными компонентами в реакционной среде являются
хлористый натрий, натрий и высшие хлориды цир-
кония. Процесс взаимодействия газообразных со-
единений циркония с поверхностью обрабатываемо-
го материала происходит при помощи диспропор-
ционирования (14). В случае низкоуглеродных ста-
лей химические реакции, которые описывают про-
цесс их цирконирования (15,16), имеют вид:
ZrClk(г)+(1-k/n)Me(т)→
→ k/nZrCln(г)+(1 k/n)MeZr(т), (14)
где n>k;
ZrCl2(г) + Fe(т) → 1/2ZrFe2(т) + 1/2ZrCl4(г); (15)
ZrCl3(г) + 1/2Fe(т) → 1/4ZrFe2(т) + 3/4ZrCl4(г). (16)
Как следует из реакций (14)-(16) для процесса
цирконирования будут важны низшие хлориды цир-
кония, а не тетрахлорид циркония. Из таблицы сле-
дует, что повышение температуры и понижение
давления способствуют увеличению доли низших
хлоридов циркония.
Таблица 1
Состав равновесной газовой среды в системе NaCl-Zr
Количество вещества, моль при температуре Газообразующее
вещество 1300 К 1400 К 1500 К 1600 К
P = 1,33.103 Па
ZrCl 6,415·10-10 1,15·10-8 1,387·10-7 1,211·10-6
ZrCl2 1,326·10-6 8,323·10-6 3,998·10-5 1,534·10-4
ZrCl3 5,295·10-4 1,597·10-3 3,996·10-3 8,55·10-3
ZrCl4 6,828·10-3 9,366·10-3 1,177·10-2 1,351·10-2
Na 2,891·10-2 4,226·10-2 5,913·10-2 8·10-2
NaCl 9,711·10-1 9,577·10-1 9,409·10-1 9,2·10-1
P = 1,33.102 Па
ZrCl 4,02·10-9 7,157·10-8 8,538·10-7 7,341·10-6
ZrCl2 5,185·10-6 3,203·10-5 1,5·10-4 5,566·10-4
ZrCl3 1,293·10-3 3,8·10-3 9,144·10-3 1,856·10-2
ZrCl4 1,041·10-2 1,378·10-2 1,642·10-2 1,754·10-2
Na 4,552·10-2 6,66·10-2 9,344·10-2 1,269·10-2
NaCl 9,545·10-1 9,334·10-1 9,066·10-1 8,731·10-1
P = 1,33 Па
ZrCl 1,562·10-7 2,701·10-6 3,109·10-5 2,552·10-4
ZrCl2 7,672·10-5 4,445·10-4 1,909·10-3 6,346·10-3
ZrCl3 7,286·10-3 1,939·10-2 4,065·10-2 6,937·10-2
ZrCl4 2,233·10-2 2,587·10-2 2,55·10-2 2,15·10-2
Na 1,113·10-1 1,625·10-1 2,278·10-1 3,071·10-1
NaCl 8,887·10-1 8,375·10-1 7,722·10-1 6,929·10-1
Борирование образцов стали 20 ∅ 18 мм и тол-
щиной h =2 мм с предварительным нанесением на
их поверхность хромовых, титановых и цирконие-
вых покрытий осуществляли при температуре
1080 оС в течение 7 ч по методике [8, 9]. При этом
образовывались сложные Ме-Fe-бориды, где Ме -
Cr, Ti, Zr толщиной 150…200 мкм.
Кавитационно-эрозионная стойкость указанных
выше образцов исследовалась в условиях, имити-
рующих возникновение завихрения водяного пото-
ка, изменения его скорости и турбулизации анало-
гичны методике, описанной в [11,12].
При этом использовался стандартный ультразву-
ковой диспергатор УЗДН-2Т в качестве источника
ультразвуковых ударных волн жидкой среды (воды).
Такие волны упругих колебаний наблюдаются в
промежутке между торцевой поверхностью универ-
сального излучателя УЗ-колебаний и поверхностью
испытуемого материала (рис.1), обуславливая появ-
ление кавитационных эффектов.
Исследуемые образцы закреплялись в специаль-
но изготовленном из стали 12Х18Н10Т охлаждае-
мом водой держателе таким образом, что под кави-
тационное воздействие попадала площадь поверх-
ности образца, равная ~1 см2. Испытания были про-
ведены в воде, залитой в конический стакан держа-
85
теля объемом 100 мл. При имитировании реальных
условий эксплуатации в водной среде, которая име-
ет твердые частицы (песок, ржавчину, металличе-
ские осколки и т.п.), для выявления их влияния на
характер эрозионно-кавитационного разрушения в
экспериментах использована водная суспензия, ко-
торая содержала 2,5 г порошка карбида бора (В4С) с
размером частиц ~150 мкм.
Рис. 1. Схема установки для проведения кавитаци-
онных испытаний с использованием
УЗ-диспергатора УЗДН-2Т:
1 – УЗ-преобразователь; 2 – концентратор, излу-
чатель; 3 – генератор УЗ-колебаний;
4 – образец; 5 – держатель образца; 6 – резиновое
уплотнение; 7 – переходная шайба;
h – расстояние образец-излучатель
На основе установленной зависимости скорости
износа (потери массы) при испытаниях исходной
стали 20 от расстояния (h) в интервале от 1 до 6 мм
в экспериментах выбрано значение h=1,0 мм, при
котором обеспечивается максимальная скорость
износа (рис. 2).
Рис. 2. Зависимость убыли веса образцов (ΔР)
стали 20 от расстояния (h) - образец-излучатель
при кавитационном воздействии УЗ в воде (1)
и суспензии - вода+B4C (2)
При этом поддерживались постоянными значе-
ния оптимальной резонансной частоты излучателя –
f = (22 ± 0,15) кГц и электрической мощности УЗ-
генератора – W≈450 Вт. Измерение веса образцов
велось на весах типа ВАР-200 с погрешностью
±0,015 мг.
На рис. 3 показан общий вид зоны кавитацион-
ного разрушения поверхности образца стали 20 по-
сле УЗ-облучения в указанных условиях. При уве-
личении h зона действия кавитации распространяет-
ся при снижении интенсивности разрушения. Нали-
чие эрозионных частиц В4С в воде существенно по-
вышает скорость износа (см. рис. 2, крив.2).
Рис. 3. Характер кавитационного износа стали 20
при УЗ-воздействии в воде (h = 1 мм, f = 22 кГц)
После каждого цикла испытаний (t = 0,5 ч) про-
изводился контроль качества чистоты поверхности
рабочего торца излучателя, и при необходимости
поверхность восстанавливалась полированием или
производилась замена конической насадки. Харак-
тер зависимости значений потери веса (∆Р) образцов
в результате кавитационного износа (эрозии) от
времени испытания (t) определяется скоростью раз-
рушения материала за соответствующий промежу-
ток времени испытания (V=∆Р/t). Обратная величи-
на скорости разрушения Т = 1/V характеризует от-
носительную стойкость материала на данном этапе
испытаний. Изменения значений V и Т со временем
испытания свидетельствуют о неоднородности
свойств исследуемого материала.
На рис. 4 приведены результаты сравнительных
испытаний на стойкость к кавитационно-
эрозионному износу следующих партий образцов:
1 – стали 20 – в исходном состоянии; 2, 3 и 4 – об-
разцы стали 20, которые подлежали соответственно:
хромированию, титанированию и цирконированию с
последующим вакуумным активированным диффу-
зионным борированием в смеси: (66,6 вес.%
В4С+33,4 % Вкрист) при Т=1080
оС в течение 7 ч.
На рисунке показаны кинетические кривые зави-
симости потери веса ∆Р испытанных партий образ-
цов в зависимости от времени испытания.
Кривая 1 – типичная пропорциональная зависи-
мость потери веса в течение испытания однородного
по свойствам материала стали 20 с постоянной ско-
ростью эрозии для данных условий испытаний –
V =∆Р/t = 0,014 г/(см2·ч). Кривая 2 характеризуется
некоторым повышением значения потери веса за
86
первый цикл испытания (t =0,5 ч) с последующей
стабилизацией значений V на установившейся ста-
дии эрозии ~ 0,0024 г/(см2·.ч), что почти в 6 раз ниже
скорости эрозии стали 20. Неоднородный характер
изменений ∆Р от t объясняется структурой и фазо-
вым составом приповерхностной зоны хромирован-
ных + борированных образцов стали 20 (рис. 5).
Рис. 4. Зависимости убыли веса (ΔР) от времени
испытаний (t) образцов: сталь 20 (1);
сталь 20 – хромирование + борирование (2);
сталь 20 – титанирование + борирование (3)
и сталь 20 – цирконирование + борирование (4)
Результаты металлографического, рентгеност-
руктурного и дюрометрического анализов дают ос-
нование для следующих выводов.
Рис. 5. Микроструктура поперечного сечения
образца стали 20 (хромирование + борирование);
Hv – микротвердость, h – толщина слоев (х400)
В результате борирования после хромирования
стали 20 образуется сложная, не четко выраженная
(по причине неоднородности по толщине и разме-
рам кристаллитов) слоистая структура приповерх-
ностной зоны (см. рис.5), состоящей из внутреннего
слоя (1), содержащего преимущественно бориды
железа с микротвердостью HV ~1,7…1,8 ГПа, про-
межуточного слоя (2), состоящего из кубической
фазы твердого раствора с параметром решетки
а=0,2876 нм, содержащего Fe – 80 вес.%, Cr –
11,7 вес. %, а также тетрагональной фазы Fe-Cr с
параметрами а=0,88 нм и в=0,454 нм, с микротвер-
достью HV ~0,2 ГПа, и, наконец, внешнего слоя (3),
сложного по составу, с HV ~1,1…1,8 ГПа. Анало-
гичный характер зависимости ∆Р от t наблюдается и
для образцов стали 20, титанированных и циркони-
рованных с дальнейшим борированием.
В табл. 2 приведены значения стойкости (Т) к
кавитационно-эрозионному разрушению изученных
материалов сравнительно со стойкостью исходной
стали 20.
Полученные результаты свидетельствуют о том,
что повышенные значения стойкости образцов стали
20 к кавитационно-эрозионному разрушению обес-
печиваются, главным образом, основным бориро-
ванным слоем стали, предварительно легированной
хромом, титаном и цирконием.
Таблица 2
Относительная стойкость материалов
на основе стали 20 к кавитационному разрушению
Материал, обработка Стойкость
1. Сталь 20, исходное
состояние 1,0
2. Сталь 20 – хромирование +
борирование в смеси:
66,6% В4С + 33,4% Вкрист.,
при Т=1080 ºС, t=7 ч
7,5…8,0
3. Сталь 20 – титанирование +
борирование в смеси:
66,6% В4С + 33,4% Вкрист.,
при Т=1080 ºС, t=7 ч
5,5…6,0
4. Сталь 20– цирконировние +
борирование в смеси:
66,6% В4С + 33,4% Вкрист.,
при Т=1080 ºС, t=7 ч
2,0…,5
В целом, хромоборированные и титано-
борированные покрытия на стали 20 увеличивают ее
кавитационно-эрозионную стойкость в 6-8 раз в
сравнении с исходной сталью 20 в условиях влияния
воды, содержащей твердые частицы В4С.
ЛИТЕРАТУРА
1. Химико-термическая обработка металлов и
сплавов: Справочник/Под ред. Л.С. Ляховича,
М.: «Металлургия», 1981.
2. В.Ф. Лабунец, Л.Г. Ворошнин, М.В. Киндрачук.
Износостойкие боридные покрытия. Киев:
«Техника», 1989.
3. М.В. Лучка, М.В. Киндрачук, П.И. Мельник,
Р.Ю. Микитюк, М.Ф.Соколовский. Износостой-
кие диффузионно-легированные композиционные
покрытия. Киев: «Техника», 1993.
4. В.Ф. Лоскутов, М.М. Бобіна. Властивості лего-
ваних боридних покриттів на сталях.
//Металознавство та обробка металів. 1995,
№1, с.46-50.
5. С.М. Чернега, Я.В. Зауличный, М.В. Карпец,
М.В. Белоус. Влияние хрома на структуру и
свойства диффузионных боридных покрытий //
Порошковая металлургия. 2000, №11/12, с.88-93.
6. В.И. Змий, М.Ю. Ковалевский, С.Г. Руденький,
Н.Ф. Карцев, Ю.В. Кунченко, А.Н. Григорьев,
Н.С. Полтавцев, Т.П. Рыжова. Износостойкие и
антикоррозионные диффузионные покрытия на
сталях применительно к созданию подшипников
скольжения для микрогэс // Сб. докл. 7-й Меж-
дународной конференции «Оборудование и тех-
87
нологии термической обработки металлов и
сплавов», ОТТОМ-7. Харьков: ННЦ ХФТИ, 2006,
т.3, с.114-117.
7. В.И. Змий, С.Г. Руденький, Н.Ф. Карцев,
В.В. Кунченко, М.Ю. Бредихин, Т.П. Рыжова,
С.А. Крохмаль, А.Н. Григорьев. Коррозионно-
эрозионно-стойкие покрытия применительно к
защите внутренних поверхностей труб второго
контура АЭС//Вопросы атомной науки и техни-
ки. Серия «Физика радиационных повреждений и
радиационное материаловедение». 2009, №2,
с.164-168.
8. В.И. Змий, С.Г. Руденький. Особенности ваку-
умного активированного диффузионного насы-
щения металлов: термодинамика, механизм и
кинетика // Металлофизика и новейшие техноло-
гии. 1998, т.20, №10, с.69 – 75.
9. В.И. Змий, Н.Ф. Карцев, Н.В. Ковтун, С.Г. Ру-
денький. Исследование процессов формирования
и свойств хромсодержащих диффузионных по-
крытий на сталях // Сб. докладов 4-го Междуна-
родного симпозиума «Вакуумные технологии и
оборудование», МСВТО-4. Харьков, 23-27 апреля
2001 г., с.266-268.
10. В.И. Змий, С.Г. Руденький, Н.В. Ковтун. Процесс
массопереноса при вакуумном активированном
титанировании углеродных материалов
//Вопросы атомной науки и техники. Серия «Фи-
зика радиационных повреждений и радиационное
материаловедение». 1998, в. 1(67), 2(68), с.135 –
137.
11. В.Г. Маринин. Влияние структуры плазменных,
электроискровых детонационных покрытий на
эрозию при воздействии кавитации // Вопросы
атомной науки и техники. Серия «Физика ра-
диационных повреждений и радиационное мате-
риаловедение». 1998, в.1(67), 2(68), с.140-142.
12. Г.Н. Картмазов, В.И. Коваленко, В.В. Кунченко,
В.Г. Маринин. Исследование эрозии покрытий из
нитрида титана под воздействием кавитации и
воздушно-абразивного потока // Вопросы атом-
ной науки и техники. Серия «Физика радиацион-
ных повреждений и радиационное материалове-
дение». 1998, в.5 (71), с.71-73.
Статья поступила в редакцию 01.03.2010 г.
КОМПЛЕКСНІ БОРИДНІ ПОКРИТТЯ
СТОСОВНО ДО ПІДВИЩЕННЯ КОРОЗІЙНОЇ СТІЙКОСТІ
СТАЛЕВИХ ТРУБ В УМОВАХ ДІЇ КАВІТАЦІЙНО-ЕРОЗІЙНИХ СЕРЕДОВИЩ
В.І. Змій, Г.М. Картмазов, М.Ф. Карцев, Ю.В. Кунченко, Л.С. Ожигов, С.Г. Руденький
Досліджено кавітаційно-ерозійну стійкість титано-, хромо- і цирконій-борованих покриттів на сталі 20.
Покриття були отримані методом вакуумного активованого дифузійного насичення за двостадійною техно-
логією. Випробування на кавітаційно-ерозійну стійкість проводилися в умовах ультразвукової дії у водній
суспензії, що містить 2,5 ваг.% порошку В4С з розміром часток близько 150 мкм. Установлено, що зазначені
покриття, зокрема хромо- і титано-боровані, підвищують стійкість у порівнянні з вихідною сталлю 20, в 6-
8 разів.
COMPLEX BORATED COATINGS WITH REFERENCE TO INCREASE
OF CORROSION RESISTANCE OF STEEL PIPES IN CONDITIONS OF INFLUENCE
OF CAVITATION-EROSION ENVIRONMENTS
V.I. Zmij, G.N. Kartmazov, N.F. Kartzev, Yu.V. Kunchenko, L.S. Ozhigov, S.G. Rudenky
Experiments were made to investigate cavitation-erosion resistance of titanium-, chromium- and zirconium-
borated coatings on steel 20. The coatings were produced by the method of activated vacuum diffusion saturation
using the two-stage process. The cavitation-erosion resistance tests were performed by exposing the coated steel to
ultrasonic action in aqueous suspension that comprised 2.5 wt.% B4C powder particles, about 150 μm in size. It has
been found that the mentioned coatings, in particular, chromium- and titanium-borated coatings, improve the resis-
tance of the initial steel 20 by factors of 6 to 8.
88
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-17385 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-30T22:13:10Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Змий, В.И. Картмазов, Г.Н. Карцев, Н.Ф. Кунченко, Ю.В. Ожигов, Л.С. Руденький, С.Г. 2011-02-26T11:01:14Z 2011-02-26T11:01:14Z 2010 Комплексные боридные покрытия применительно к повышению коррозионной стойкости стальных труб в условиях воздействия кавитационно-эрозионных сред / В.И. Змий, Г.Н. Картмазов, Н.Ф. Карцев, Ю.В. Кунченко, Л.С. Ожигов, С.Г. Руденький // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 5. — С. 84-88. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17385 621.785.539 Исследована кавитационно-эрозионная стойкость титано-, хромо- и цирконий-борированных покрытий на стали 20. Покрытия были получены методом вакуумного активированного диффузионного насыщения по двухстадийной технологии. Испытания на кавитационно-эрозионную стойкость проводились в условиях ультразвукового воздействия в водной суспензии, содержащей 2,5 вес.% порошка В4С с размером частиц около 150 мкм. Установлено, что указанные покрытия, в частности, хромо- и титаноборированные, повышают стойкость по сравнению с исходной сталью 20 в 6-8 раз. Досліджено кавітаційно-ерозійну стійкість титано-, хромо- і цирконій-борованих покриттів на сталі 20. Покриття були отримані методом вакуумного активованого дифузійного насичення за двостадійною технологією. Випробування на кавітаційно-ерозійну стійкість проводилися в умовах ультразвукової дії у водній суспензії, що містить 2,5 ваг.% порошку В4С з розміром часток близько 150 мкм. Установлено, що зазначені покриття, зокрема хромо- і титано-боровані, підвищують стійкість у порівнянні з вихідною сталлю 20, в 6-8 разів. Experiments were made to investigate cavitation-erosion resistance of titanium-, chromium- and zirconium-borated coatings on steel 20. The coatings were produced by the method of activated vacuum diffusion saturation using the two-stage process. The cavitation-erosion resistance tests were performed by exposing the coated steel to ultrasonic action in aqueous suspension that comprised 2.5 wt.% B4C powder particles, about 150 μm in size. It has been found that the mentioned coatings, in particular, chromium- and titanium-borated coatings, improve the resistance of the initial steel 20 by factors of 6 to 8. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Физика радиационных и ионно-плазменных технологий Комплексные боридные покрытия применительно к повышению коррозионной стойкости стальных труб в условиях воздействия кавитационно-эрозионных сред Комплексні боридні покриття стосовно до підвищення корозійної стійкості сталевих труб в умовах дії кавітаційно-ерозійних середовищ Complex borated coatings with reference to increase of corrosion resistance of steel pipes in conditions of influence of cavitation-erosion environments Article published earlier |
| spellingShingle | Комплексные боридные покрытия применительно к повышению коррозионной стойкости стальных труб в условиях воздействия кавитационно-эрозионных сред Змий, В.И. Картмазов, Г.Н. Карцев, Н.Ф. Кунченко, Ю.В. Ожигов, Л.С. Руденький, С.Г. Физика радиационных и ионно-плазменных технологий |
| title | Комплексные боридные покрытия применительно к повышению коррозионной стойкости стальных труб в условиях воздействия кавитационно-эрозионных сред |
| title_alt | Комплексні боридні покриття стосовно до підвищення корозійної стійкості сталевих труб в умовах дії кавітаційно-ерозійних середовищ Complex borated coatings with reference to increase of corrosion resistance of steel pipes in conditions of influence of cavitation-erosion environments |
| title_full | Комплексные боридные покрытия применительно к повышению коррозионной стойкости стальных труб в условиях воздействия кавитационно-эрозионных сред |
| title_fullStr | Комплексные боридные покрытия применительно к повышению коррозионной стойкости стальных труб в условиях воздействия кавитационно-эрозионных сред |
| title_full_unstemmed | Комплексные боридные покрытия применительно к повышению коррозионной стойкости стальных труб в условиях воздействия кавитационно-эрозионных сред |
| title_short | Комплексные боридные покрытия применительно к повышению коррозионной стойкости стальных труб в условиях воздействия кавитационно-эрозионных сред |
| title_sort | комплексные боридные покрытия применительно к повышению коррозионной стойкости стальных труб в условиях воздействия кавитационно-эрозионных сред |
| topic | Физика радиационных и ионно-плазменных технологий |
| topic_facet | Физика радиационных и ионно-плазменных технологий |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17385 |
| work_keys_str_mv | AT zmiivi kompleksnyeboridnyepokrytiâprimenitelʹnokpovyšeniûkorrozionnoistoikostistalʹnyhtrubvusloviâhvozdeistviâkavitacionnoérozionnyhsred AT kartmazovgn kompleksnyeboridnyepokrytiâprimenitelʹnokpovyšeniûkorrozionnoistoikostistalʹnyhtrubvusloviâhvozdeistviâkavitacionnoérozionnyhsred AT karcevnf kompleksnyeboridnyepokrytiâprimenitelʹnokpovyšeniûkorrozionnoistoikostistalʹnyhtrubvusloviâhvozdeistviâkavitacionnoérozionnyhsred AT kunčenkoûv kompleksnyeboridnyepokrytiâprimenitelʹnokpovyšeniûkorrozionnoistoikostistalʹnyhtrubvusloviâhvozdeistviâkavitacionnoérozionnyhsred AT ožigovls kompleksnyeboridnyepokrytiâprimenitelʹnokpovyšeniûkorrozionnoistoikostistalʹnyhtrubvusloviâhvozdeistviâkavitacionnoérozionnyhsred AT rudenʹkiisg kompleksnyeboridnyepokrytiâprimenitelʹnokpovyšeniûkorrozionnoistoikostistalʹnyhtrubvusloviâhvozdeistviâkavitacionnoérozionnyhsred AT zmiivi kompleksníboridnípokrittâstosovnodopídviŝennâkorozíinoístíikostístalevihtrubvumovahdííkavítacíinoerozíinihseredoviŝ AT kartmazovgn kompleksníboridnípokrittâstosovnodopídviŝennâkorozíinoístíikostístalevihtrubvumovahdííkavítacíinoerozíinihseredoviŝ AT karcevnf kompleksníboridnípokrittâstosovnodopídviŝennâkorozíinoístíikostístalevihtrubvumovahdííkavítacíinoerozíinihseredoviŝ AT kunčenkoûv kompleksníboridnípokrittâstosovnodopídviŝennâkorozíinoístíikostístalevihtrubvumovahdííkavítacíinoerozíinihseredoviŝ AT ožigovls kompleksníboridnípokrittâstosovnodopídviŝennâkorozíinoístíikostístalevihtrubvumovahdííkavítacíinoerozíinihseredoviŝ AT rudenʹkiisg kompleksníboridnípokrittâstosovnodopídviŝennâkorozíinoístíikostístalevihtrubvumovahdííkavítacíinoerozíinihseredoviŝ AT zmiivi complexboratedcoatingswithreferencetoincreaseofcorrosionresistanceofsteelpipesinconditionsofinfluenceofcavitationerosionenvironments AT kartmazovgn complexboratedcoatingswithreferencetoincreaseofcorrosionresistanceofsteelpipesinconditionsofinfluenceofcavitationerosionenvironments AT karcevnf complexboratedcoatingswithreferencetoincreaseofcorrosionresistanceofsteelpipesinconditionsofinfluenceofcavitationerosionenvironments AT kunčenkoûv complexboratedcoatingswithreferencetoincreaseofcorrosionresistanceofsteelpipesinconditionsofinfluenceofcavitationerosionenvironments AT ožigovls complexboratedcoatingswithreferencetoincreaseofcorrosionresistanceofsteelpipesinconditionsofinfluenceofcavitationerosionenvironments AT rudenʹkiisg complexboratedcoatingswithreferencetoincreaseofcorrosionresistanceofsteelpipesinconditionsofinfluenceofcavitationerosionenvironments |