Влияние активатора, жидких сред и процесса СВС на получение в вакууме комплексных защитных покрытий на конструкционных материалах

Abstract

Наведено результати дослідження процесу формування захисних покриттів на сталі 45 і вуглець-вуглецевих матеріалах методом вакуумного активованого дифузійного насичення в умовах впливу рідкого середовища й високотемпературного синтезу, що самопоширюється (СВС). Як рідке середовище використовувалися евтектичні суміші нікелю із кремнієм і бором, а СВС супроводжувався взаємодією компонентів систем (Hf, Ti, W) — (B, Si, C). Проведено термодинамічний розрахунок хімічних реакцій між компонентами зазначених систем при використанні пари хлористого натрію як активатора. Для екзотермічних реакцій проведений також розрахунок адіабатичних температур, величина яких змінювалася від 4100 до 7700 К. Фазовий склад захисних покриттів, які при цьому створюються, досліджувався рентгенографічно. Проведені також виміри мікротвердості карбоборонітридних покриттів на сталі й жаростійкості боросиліцидних покриттів на вуглець-вуглецевих матеріалах при досить високих, до 1950 °С, температурах.

Приведены результаты исследования процесса формирования защитных покрытий на стали 45 и углерод-углеродных материалах методом вакуумного активированного диффузионного насыщения в условиях воздействия жидкой среды и самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). В качестве жидкой среды использовались эвтектические смеси никеля с кремнием и бором, а СВС сопровождался взаимодействием компонентов систем (Hf, Ti, W) — (B, Si, C). Проведен термодинамический расчет химических реакций между компонентами указанных систем при использовании в качестве активатора паров хлористого натрия. Для экзотермических реакций проведен также расчет адиабатических температур, величина которых изменялась от 4100 до 7700 К. Фазовый состав образующихся при этом защитных покрытий исследовался рентгенографически. Проведены также измерения микротвердости карбоборонитридных покрытий на стали и жаростойкость боросилицидных покрытий на углерод-углеродных материалах при достаточно высоких, до 2250 К, температурах.

Results of investigations of forming process of protective coatings on steel 45 and carboncarbon materials with the method of activating diffusion saturation in condition of liquid environment affect and selfpropagated hightempereature syntheses are reported. As liquid environment a eutectic mixture of nickel with silicate and boride was used. The SHS was coming along with interaction of components (Hf, Ti, W) — (B, Si, C). Thermodynamic calculations of chemical reactions between components (Hf, Ti, W) — (B, Si, C) using as activator vapour of nitric chloride were done. For exothermic reactions calculations of adiabatic temperatures were done. Value for these temperatures was in the range of 4100 to 7700K. X-Ray analysis of phase composition of formed protective coatings was done. Also investigations of microhardness of carbonnitride coatings on steel and investigations of heatresistance boride silicate coatings on carbon –carbon materials in condition of high temperatures (up to 1950 °C) were done.