Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js

Вплив попереднього наводнювання на термодифузійне хромування та кавітаційну стійкість вуглецевих криць і сірого чавуну

М. С. Стечишин1, М. Є. Скиба1, Н. С. Машовець1, В. С. Курской1, М. І. Цепенюк2

1Хмельницький національний університет, вул. Інститутська, 11, 29016 Хмельницький, Україна
2Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, вул. Руська, 56, 46001 Тернопіль, Україна

Отримано: 08.03.2024; остаточний варіант - 06.05.2024. Завантажити: PDF

Запропоновано спосіб термодифузійного хромування в порошках, який включає попереднє електролітичне наводнювання за катодної поляризації у 26%-розчині сірчаної кислоти. Наведені в роботі дані результатів переконливо свідчать про ефективність наводнювання для збільшення товщини карбідної зони вуглецевих криць і чавунів. Попереднє наводнювання дало змогу значно збільшити товщину карбідної зони дифузійного шару. Аналіза одержаних залежностей показала, що найбільш інтенсивне зростання карбідного шару спостерігається за густини струму анодної поляризації для вуглецевих криць i = 1–3 мА/мм2, а для чавуну i = 0,5–2,0 мА/мм2. Так, товщина карбідної зони на вуглецевих крицях 20 і 45 збільшилася приблизно в 3 рази, а на чавуні — в 1,4 рази. Було проведено оптимізацію з метою знаходження оптимальних умов наводнювання для одержання максимальної товщини карбідної зони хромованого шару, що визначає кавітаційно-ерозійну стійкість криць у технологічних розчинах харчових виробництв, зокрема у розчинах кухонної солі. Воднораз, кавітаційно-ерозійна стійкість (за втратами маси за 3 год випробувань на магнетострикційному вібраторі) в 3%-розчині NaCl підвищується для криці 45 в 10 разів, для криці 20 в 12 разів порівняно з нормалізованими, а для чавуну СЧ20 в 3,6 рази порівняно із звичайним хромуванням і в 25 разів порівняно із його стійкістю в стані поставки.

Ключові слова: карбідний шар наводнювання, катодна поляризація, термодифузійне хромування, кавітація.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v46/i12/1173.html

PACS: 61.72.Hh, 81.20.Wk, 81.40.Np, 81.65.Kn, 81.65.Ps, 82.45.Bb, 88.30.Nn


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. S. Z. Bokshtein, Diffusion Processes, Structure, and Properties of Metals: (Springer US: 2013).
  2. M. A. Krishtal, Mekhanizm Diffuzii v Zheleznykh Splavakh [Mechanism of Diffusion in Iron Alloys] (Moskva: Mashinostroenie: 1972) (in Russian).
  3. P. Anderson, J. Hirth, and J. Lothe, Theory of Dislocations (Cambridge University Press: 2017).
  4. I. K. Pokhodnya, V. I. Shvachko, and S. V. Utkin, Mater. Sci., 38: 1 (2002).
  5. A. N. Minkevich, Khimiko-Termicheskaya Obrabotka Metallov i Splavov [Chemical-Thermal Treatment of Metals and Alloys] (Moskva: Mashinostroenie: 1965) (in Russian).
  6. O. M. Byalik, V. S. Chernenko, V. M. Pysarenko, and Yu. N. Moskalenko, Metaloznavstvo [Metals Science] (Kyiv: Politekhnika: 2002) (in Ukrainian).
  7. Haessner Riederer, Recrystallization of Metallic Materials (Frank−Verlag: 1978).
  8. M. S. Stechyshyn, M. E. Skyba, M. M. Student, V. P. Oleksandrenko, and M. V. Luk’yanyuk, Mater. Sci., 54: 395 (2018).
  9. M. S. Stechyshyn, A. V. Martynyuk, Y. M. Bilyk, V. P. Oleksandrenko, and N. M. Stechyshyna, Mater. Sci., 53: 343 (2017).
  10. H. V. Karpenko and R. Y. Kripyakevich, Vliyanie Vodoroda na Svoystva Stali [The Influence of Hydrogen on the Properties of Steel] (Moskva: Metallurgizdat: 1962) (in Russian).
  11. V. I. Pokhmurs’kyi and K. B. Vasyliv, Mater. Sci., 48: 125 (2012).
  12. V. I. Pokhmurskyi and V. V. Fedorov, Vplyv Vodnyu na Dyfuziyni Protsesy v Metalakh [Influence of Hydrogen on Diffusion Processes in Metals] (Lviv: Fiz.-Mekh. In-t im. H. V. Karpenka NAN Ukrainy: 1998) (in Ukrainian).
  13. V. F. Loskutov, V. G. Khizhnyak, Yu. A. Kunitskiy, and M. V. Kindrachuk, Diffuzionnyye Karbidnyye Pokrytiya [Diffusion Carbide Coatings] (Kyiv: Tekhnika: 1991) (in Russian).
  14. S. Rudenki, M. Kartsev, A. Korneev, A. Kunchenko, Y. Kunchenko, V. Marinin, V. Kovalenko, M. Bortnytska, T. Ryzhova, I. Lyashenko, and L. Martynenko, Science and Innovation, 18, No. 2: 66 (2022).
  15. І. M. Pastukh, Teoriya i Praktika Bezvodorodnogo Azotirovaniya v Tleyushchem Razryade [Theory and Practice of Hydrogen-Free Nitriding in a Glow Discharge] (Kharkiv: Natsional’nyy Nauchnyy Tsentr «Khar’kovskiy Fiziko-Tekhnicheskiy Institut: 2006) (in Russian).
  16. U. Hadam and T. Zakroczymski, Int. J. Hydrogen Energy, 34, Iss. 5: 2449 (2009).
  17. H. V. Karpenko, Vplyv Vodnyu na Mekhanichni Vlastyvosti Stali [The Influence of Hydrogen on the Mechanical Properties of Steel] (Kyiv: Vyd-vo AN URSR: 1960) (in Ukrainian).
  18. A. Y. Nekoz, M. S. Stechyshyn, and N. A. Solohub, Sposob Khromirovaniya Izdeliya iz Staley i Chuguna [Method of Chromium Plating of Steel and Cast Iron Products] [Polozhitelnoe Reshenie VNIIGPE ot 13.07.1984 po Zayavke No. 3529615/22-02(196217). A.S. SSSR No. 1277633] (in Russian).
  19. M. S. Stechishin, A. V. Martinyuk, and Y. M. Bilik, Journal of Friction and Wear, 39, Iss. 6: 439 (2018).
  20. M. S. Stechishin, A. V. Martynyuk, V. P. Oleksandrenko, and Y. M. Bilyk, Journal of Friction and Wear, 40, Iss. 5: 468 (2019).
  21. M. S. Stechyshyn, N. M. Stechyshyna, and A. V. Martyniuk, Kavitatsiyno-Ehroziyna Znosostiykist’ Detaley Obladnannya Molokozavodiv [Cavitation–Erosion Wear Resistance of Equipment Parts of Dairies] (Khmelnytskyi: KhNU: 2018) (in Ukrainian).
  22. N. M. Stechyshyna, M. S. Stechyshyn, and N. S. Mashovets, Koroziyno-Mekhanichna Znosostiykist Detalei Obladnannya Kharchovykh Vyrobnytstv [Corrosion–Mechanical Wear Resistance of Food Production Equipment Parts] (Khmelnytskyi: KhNU: 2022) (in Ukrainian).
  23. O. A. Humenna, Osnovy Naukovykh Doslidzhen’ [Basics of the Scientific Research] (Sumy: SumDPU im. A. S. Makarenka: 2007) (in Ukrainian).
  24. S. E. Vazhyns’kyy and T. I. Shcherbak, Metodyka ta Organizatsiya Naukovykh Doslidzhen’ [Methodology and Organization of Scientific Research] (Sumy: SumDPU imeni A. S. Makarenka: 2016) (in Ukrainian).
  25. M. Stechyshyn, M. Macko, O. Dykha, S. Matiukh, and J. Musial, Tribotechnologies of Strengthening and Wear Modeling of Structural Materials (Bydgoszcz: Foundation of Mechatronics Development: 2023).