Залежність структури і властивостей дифузійного силіційованого шару на сірому чавуні від складу суміші, що насичує
The article presents the results of studies on the selection of the optimal composition of the saturating mixture during silicification of gray cast iron. The work was carried out using the method of mathematical planning of the experiment. It was found that when saturated in mixtures with activator...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/120 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471945060319232 |
|---|---|
| author | Кондрашова, С.Г. Саприкін, Є.В. Наумик, В.В. Романенко, О.С. Ченцова, А.О. |
| author_facet | Кондрашова, С.Г. Саприкін, Є.В. Наумик, В.В. Романенко, О.С. Ченцова, А.О. |
| author_sort | Кондрашова, С.Г. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-06-14T07:58:05Z |
| description | The article presents the results of studies on the selection of the optimal composition of the saturating mixture during silicification of gray cast iron. The work was carried out using the method of mathematical planning of the experiment. It was found that when saturated in mixtures with activators of NH4Cl and NH4F, with an increase in their percentage, the depth of the diffusion layer also increases. At the same time, a “fur coat” is formed on the samples, which leads to delamination of the diffusion layer, a decrease in the size of the processed products and makes them unsuitable for use. Thus, the use of these activators in diffusion silicification is undesirable.
When NaF and NaCl activators are used in a saturating mixture, the depth of the diffusion layer is significantly reduced, the porosity practically disappears, and the layers come out solid, without chips and a “fur coat”.
When used as an activator of NH4F, the diffuse layer is less porous, but very brittle and easily breaks off. The silicide Fe3Si is formed on the surface, which is confirmed by the data of x-ray diffraction analysis.
In the result of siliconizing using the NaF activator, the depth of the diffusion layer is significantly reduced, and at the same time, the porosity decreases.
The using of activator consisting of NH4Cl and NaF in a 1:1 ratio provides an increase in the depth of the non-porous diffusion layer while improving its corrosion resistance. Their total content in the saturating mixture should not exceed 4 %. A further increase in the percentage of activators in the saturating mixture does not lead to a noticeable increase in the depth of the diffusion layer and does not increase its operational properties. The disadvantage of the process in this case is the limited ability to obtain the a-layer of significant thickness.
A study was conducted with the combined use of activators of small and high activity. It was found that the best parameters of the layer were obtained using a mixture consisting of 2 % NaF and 2 % NH4F. In this case, a dense, non-porous layer was formed. According to x-ray diffraction analysis, the layer mainly consists of FeSi silicide (η-phase) and a-solid solution of silicon in iron. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:35Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-120 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:35Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-1202023-06-14T07:58:05Z Dependence of the structure and properties of the diffusion siliconized layer on gray cast iron of the saturating mixture composition Залежність структури і властивостей дифузійного силіційованого шару на сірому чавуні від складу суміші, що насичує Кондрашова, С.Г. Саприкін, Є.В. Наумик, В.В. Романенко, О.С. Ченцова, А.О. gray cast iron diffuse saturation silicification activator diffusion layer depth porosity corrosion resistance сірий чавун дифузійне насичення силіціювання активатор глибина дифузійного шару пористість корозійна стійкість The article presents the results of studies on the selection of the optimal composition of the saturating mixture during silicification of gray cast iron. The work was carried out using the method of mathematical planning of the experiment. It was found that when saturated in mixtures with activators of NH4Cl and NH4F, with an increase in their percentage, the depth of the diffusion layer also increases. At the same time, a “fur coat” is formed on the samples, which leads to delamination of the diffusion layer, a decrease in the size of the processed products and makes them unsuitable for use. Thus, the use of these activators in diffusion silicification is undesirable. When NaF and NaCl activators are used in a saturating mixture, the depth of the diffusion layer is significantly reduced, the porosity practically disappears, and the layers come out solid, without chips and a “fur coat”. When used as an activator of NH4F, the diffuse layer is less porous, but very brittle and easily breaks off. The silicide Fe3Si is formed on the surface, which is confirmed by the data of x-ray diffraction analysis. In the result of siliconizing using the NaF activator, the depth of the diffusion layer is significantly reduced, and at the same time, the porosity decreases. The using of activator consisting of NH4Cl and NaF in a 1:1 ratio provides an increase in the depth of the non-porous diffusion layer while improving its corrosion resistance. Their total content in the saturating mixture should not exceed 4 %. A further increase in the percentage of activators in the saturating mixture does not lead to a noticeable increase in the depth of the diffusion layer and does not increase its operational properties. The disadvantage of the process in this case is the limited ability to obtain the a-layer of significant thickness. A study was conducted with the combined use of activators of small and high activity. It was found that the best parameters of the layer were obtained using a mixture consisting of 2 % NaF and 2 % NH4F. In this case, a dense, non-porous layer was formed. According to x-ray diffraction analysis, the layer mainly consists of FeSi silicide (η-phase) and a-solid solution of silicon in iron. В роботі представлено результати досліджень щодо вибору оптимального складу суміші, що насичує, при силіціюванні сірого чавуну. Робота виконувалася з використанням методу математичного планування експерименту. Встановлено, що при насиченні в сумішах з активаторами NH4Cl та NH4F, при збільшенні їх відсоткового вмісту в суміші, зростає і глибина дифузійного шару. При цьому на зразках утворюється наліт «шуба», що призводить до відшаровування дифузійного шару, зменшення розмірів виробів, що насичуються, це робить їх непридатними до експлуатації. Таким чином, застосування вказаних активаторів при дифузійному силіціюванні є небажаним. При використанні в суміші, що насичує, активаторів NaF та NaCl глибина дифузійного шару значно зменшується, пористість практично зникає, шари виходять суцільними, без сколів і «шуби». При використанні в якості активатора NH4F дифузійний шар менш пористий, але він дуже крихкий та легко сколюється. На поверхні утворюється силіцид Fe3Si, що підтверджується даними рентгеноструктурного аналізу. При силіціюванні з використанням активатора NaF глибина дифузійного шару значно зменшується, однак разом з цим знижується і пористість. Збільшення глибини безпористого дифузійного шару та одночасне поліпшення його корозійної стійкості забезпечується при використанні активатора, що складається з NH4Cl та NaF в співвідношенні 1:1. Загальний вміст їх в суміші, що насичує, не повинен перевищувати 4 %. Подальше підвищення відсоткового вмісту активаторів в суміші, що насичує, не призводить до помітного збільшення глибини дифузійного шару та не підвищує його експлуатаційних властивостей. Недоліком процесу в цьому випадку є обмежена можливість отримання a-шару значної товщини. Проведено дослідження при спільному використанні активаторів малої та високої активності. Встановлено, що найкращі параметри шару отримано при використанні суміші, що складається з 2 % NаF та 2 % NН4F. При цьому утворився щільний, безпористий шар. За даними рентгеноструктурного аналізу, шар в основному складається з силіциду FeSi (η-фаза) та a-твердого розчину кремнію в залізі. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-06-14 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/120 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 28 No. 3 (2020): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 28 № 3 (2020): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/120/121 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | сірий чавун дифузійне насичення силіціювання активатор глибина дифузійного шару пористість корозійна стійкість Кондрашова, С.Г. Саприкін, Є.В. Наумик, В.В. Романенко, О.С. Ченцова, А.О. Залежність структури і властивостей дифузійного силіційованого шару на сірому чавуні від складу суміші, що насичує |
| title | Залежність структури і властивостей дифузійного силіційованого шару на сірому чавуні від складу суміші, що насичує |
| title_alt | Dependence of the structure and properties of the diffusion siliconized layer on gray cast iron of the saturating mixture composition |
| title_full | Залежність структури і властивостей дифузійного силіційованого шару на сірому чавуні від складу суміші, що насичує |
| title_fullStr | Залежність структури і властивостей дифузійного силіційованого шару на сірому чавуні від складу суміші, що насичує |
| title_full_unstemmed | Залежність структури і властивостей дифузійного силіційованого шару на сірому чавуні від складу суміші, що насичує |
| title_short | Залежність структури і властивостей дифузійного силіційованого шару на сірому чавуні від складу суміші, що насичує |
| title_sort | залежність структури і властивостей дифузійного силіційованого шару на сірому чавуні від складу суміші, що насичує |
| topic | сірий чавун дифузійне насичення силіціювання активатор глибина дифузійного шару пористість корозійна стійкість |
| topic_facet | gray cast iron diffuse saturation silicification activator diffusion layer depth porosity corrosion resistance сірий чавун дифузійне насичення силіціювання активатор глибина дифузійного шару пористість корозійна стійкість |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/120 |
| work_keys_str_mv | AT kondrašovasg dependenceofthestructureandpropertiesofthediffusionsiliconizedlayerongraycastironofthesaturatingmixturecomposition AT saprikínêv dependenceofthestructureandpropertiesofthediffusionsiliconizedlayerongraycastironofthesaturatingmixturecomposition AT naumikvv dependenceofthestructureandpropertiesofthediffusionsiliconizedlayerongraycastironofthesaturatingmixturecomposition AT romanenkoos dependenceofthestructureandpropertiesofthediffusionsiliconizedlayerongraycastironofthesaturatingmixturecomposition AT čencovaao dependenceofthestructureandpropertiesofthediffusionsiliconizedlayerongraycastironofthesaturatingmixturecomposition AT kondrašovasg zaležnístʹstrukturiívlastivostejdifuzíjnogosilícíjovanogošarunasíromučavunívídskladusumíšíŝonasičuê AT saprikínêv zaležnístʹstrukturiívlastivostejdifuzíjnogosilícíjovanogošarunasíromučavunívídskladusumíšíŝonasičuê AT naumikvv zaležnístʹstrukturiívlastivostejdifuzíjnogosilícíjovanogošarunasíromučavunívídskladusumíšíŝonasičuê AT romanenkoos zaležnístʹstrukturiívlastivostejdifuzíjnogosilícíjovanogošarunasíromučavunívídskladusumíšíŝonasičuê AT čencovaao zaležnístʹstrukturiívlastivostejdifuzíjnogosilícíjovanogošarunasíromučavunívídskladusumíšíŝonasičuê |