Physicochemical Conditions of the Process of Diffusion Chromosiliconizing of Carbon Steels in a Chlorine Environment

I. S. Pohrebova$^{1}$, K. V. Yantsevych$^{2}$

$^{1}$Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Берестейский, 37, 03056 Киев, Украина
$^{2}$Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, ул. Казимира Малевича, 11, 03150 Киев, Украина

Получена: 06.10.2023; окончательный вариант - 17.11.2023. Скачать: PDF

The package of the applied programs with base of the thermodynamic data is used and the theoretical analysis of physical and chemical conditions of complex-saturation carbon steel by silicon and chrome in medium of chlorine in the closed reactionary space is carried out at the lowered pressure of a gas phase. Simultaneous saturation of steel 40 with chrome and silicon in chlorine atmosphere for 6 hours at a temperature of 1323 K and a pressure of $10^{2}$ Pa of the gas phase is carried out in this work. By means of the x-ray diffraction studies, it is found that, under the assumed conditions of saturation on the steel 40 surface, diffusion layer with thickness of 100–110 µm is formed, which corresponds to the phase of the corresponding chromium carbides Cr$_{23}$C$_{6}$ and Cr$_{7}$C$_{3}$ doped with silicon, and a solid solution of chromium and silicon in $\alpha$-iron. The corrosion studies carried out in this work show that chromosilicide coatings applied onto carbon steel 40 are less stable in solutions of 10% hydrochloric and sulphuric acids, and the most stable in solutions of nitric acid.

Ключевые слова: thermodynamics, condensed phase, gas phase, chromium carbides, phase composition, corrosion.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v46/i02/0189.html

PACS: 61.05.cp, 61.72.S-, 62.20.Qp, 68.55.Ln, 68.55.Nq, 81.15.Cd, 81.65.Lp


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. В. И. Похмурский, В. В. Данилов, В. М. Голубец, Повышение коррозионной стойкости стали с помощью диффузионных покрытий (Киев: Наукова думка: 1989).
  2. П. І. Мельник, Б. К. Остафійчук, С. І. Сидоренко, Дифузійні процеси та твердофазні перетворення в металах і сплавах (Івано-Франківськ: Плай: 1999).
  3. В. Д. Кузнецов, В. М. Пащенко, Фізико-хімічні основи створення покриттів (Київ: НМЦВО: 1999).
  4. Т. В. Лоскутова, В. І. Сігова, В. Г. Хижняк, В. Ф. Лоскутов, Комплексні карбідні покриття на металах і сплавах (Суми: Сумський державний університет: 2009).
  5. Б. П. Середа, Л. П. Банніков, С. В. Нестеренко, О. С. Гайдаєнко, И. В. Кругляк, Поверхневе зміцнення матеріалів працюючих в умовах комплексного впливу агресивних речовин (Кам’янське: ДДТУ: 2019).
  6. В. Ф. Лоскутов, М. М. Бобіна, Т. В. Лоскутова, І. С. Погребова, К. В. Янцевич, Спосіб нанесення дифузійних покриттів, Патент України № 50165А (Опубліковано 15 жовтня 2002 р.).
  7. Г. Б. Синярев, П. О. Ватолин, Б. Г. Трусов, Использование ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов (Москва: Наука: 1982).
  8. В. Г. Хижняк, І. С. Погребова, К. В. Янцевич, Наукові вісті НТУУ «КПІ», № 3: 77 (2003).
  9. В. И. Похмурский, А. М. Мокрова, В. Б. Далисов, Защитные покрытия на металлах, № 7: 144 (1973).
  10. І. С. Погребова, К. В. Янцевич, В. Г. Хижняк, Т. В. Лоскутова, Наукові вісті НТУУ «КПІ», № 6: 102 (2014).