OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 4 2023 233 MATERIAL SCIENCE стойкость, трещиностойкость, прочность и др. Особенно важным видится влияние поверхностных слоев на коррозионную стойкость изделий [6]. Благодаря использованию коррозионностойких покрытий становится возможным применение конструкционных углеродистых, низко- и среднелегированных сталей взамен высоколегированных в устройствах, работающих в агрессивных средах. С точки зрения повышения коррозионной стойкости конструкционных материалов интерес представляют такие элементы, как Ni, Cr, Al, Ti, Cu и др. [7–9]. При этом современной тенденцией формирования функциональных покрытий является применение элементных композиций на основе двух, трех и более компонентов [10]. Из всего многообразия возможных элементных композиций стоит выделить композиции на основе никеля и хрома. Никель образует непрерывный ряд твердых растворов с железом. Никелевые покрытия достаточно часто используют в качестве коррозионностойких, жаропрочных и жаростойких покрытий. Хром, так же как и никель, образует непрерывный ряд твердых растворов с железом. Однако хром является карбидообразующим элементом, что позволяет рассматривать его как элемент для формирования не только коррозионностойких покрытий, но и износостойких. В связи с этим перспективным является формирование покрытий на основе композиции Ni-Cr. Известно много способов формирования покрытий на основе никеля и хрома, а именно: CVD, PVD, газопламенное напыление, гальванические способы, химико-термическая обработка (ХТО) [11–15]. При этом стоит обратить внимание на технологии ХТО в связи со следующими технологическими возможностями: простота технологических методов, возможность покрывать изделия сложной формы, высокая степень совместимости покрытия и покрываемого материала, обеспечение плавного градиента концентрации и свойств от покрытия к покрываемому материалу [16, 17]. Одной из перспективных технологий, относящихся к ХТО, является технология диффузионною легирования из среды легкоплавких жидкометаллических растворов (ДЛЛЖР). Технология основана на явлении изотермического массопереноса элементов покрытия в среде легкоплавких металлов [18, 19]. Расплав легкоплавких металлов выполняет роль транспортной среды для подвода диффузанта к поверхности покрываемого изделия. При этом сами элементы расплава в покрываемый образец не диффундируют. Изотермический массоперенос элемента-диффузанта состоит из следующих элементарных процессов: растворение диффундирующих элементов в расплаве, их диффузия к покрываемому материалу в жидкой фазе, адсорбция на поверхности, диффузия в твердой фазе. Исходя из проведенных ранее исследований, стоит отметить, что важным фактором, влияющим на формирование покрытия, является элементный состав покрываемых материалов. Микроструктура образцов оказывает меньшее влияние на процесс формирования ввиду того, что для технологии ДЛЛЖР характерны высокие температура (от 900 до 1100 °C) и длительность (от 60 до 600 минут), что обусловливает протекание фазовых превращений в образце, приводящих структуру к равновесному состоянию. Необходимо отметить, что формирование покрытий на основе двухкомпонентного диффузионного насыщения никелем и хромом по технологии ДЛЛЖР изучено недостаточно. Из ранее проведенных исследований известно, что покрытие было получено на таких материалах, как АРМКОжелезо, сталь 10, Х6ВФ, 12Х18Н10Т [20, 21]. Целью данной работы является выявление особенностей формирования покрытий при одновременном диффузионном насыщении никелем и хромом конструкционных сталей по технологии ДЛЛЖР. Задачи исследования: 1) выявить влияние элементного состава сталей на структуру поверхностных слоев покрываемого образца после ДЛЛЖР; 2) выявить влияние элементного состава сталей на микротвердость получаемых покрытий; 3) выявить влияние элементного состава сталей на концентрационное распределение элементов покрытия. Методика ДЛЛЖР подвергались цилиндрические образцы диаметром 20 мм длиной 30 мм из сталей марок Ст3, 40Х, 40Х13, 30ХГСН2А. Состав сталей приведен в таблице.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1