ТРИБОКОРОЗІЙНА ТРИВКІСТЬ ВУГЛЕЦЕВИХ СТАЛЕЙ З ЕЛЕКТРОДУГОВИМИ ПОКРИТТЯМИ З ПОРОШКОВИХ ДРОТІВ 60Х15Р2ГС ТА 75X19Р3С2
DOI:
https://doi.org/10.31734/agroengineering2019.23.117Ключові слова:
електродугові покриття, корозія, трибокорозія, хлориди, сірководень, аміакАнотація
Стаття присвячена дослідженню електродугових покриттів з порошкових дротів 60Х15Р5ГС і 75Х19З3С2. Електродугові покриття мають гетерогенну структуру, що складається з мартенситної матриці, зміцненої дрібнодисперсними включеннями боридів FeCrB та FeCr2B. Твердість покриття із ПД 60Х15Р2ГС становить 560 HV, із ПД 75Х19Р3С2 – 545 HV. Досліджено корозійні і трибокорозійні характеристики електродугових покриттів з порошкових дротів (ПД) 60Х15Р5ГС і 75Х19З3С2 у розчинах 3 % NaCl; 3 % NaCl + 0,025 % (NH4OH) і 3 % + Н2S (нас.). У всіх середовищах на анодних поляризаційних кривих електродугових покриттів (ЕДП) відсутні ділянки пасивації, а значення густини струмів корозії є в межах одного порядку 0,02 … 0,05 мА/см2). Зі зростанням рН розчинів від 4 до електродні потенціали електродугових окриттів зміщуються в область анодних значень, а струми корозії знижуються.
У сірководневому середовищі на поверхні покриттів формуються сульфідні сполуки, які при терті виконують роль твердої змазки, зменшуючи адгезійну складову контактної взаємодії, що сприяє зниженню коефіцієнтів тертя і зносу матеріалу. В аміачному середовищі в зоні контактування формуються азотовмісні плівки, що сприяє підвищенню коефіцієнта тертя. У вільноаерованому 3 % NaCl трибокорозійна тривкість покриттів найнижча. Депасивуючі іони хлору в середовищі пришвидшують корозію покриттів, а сукупна дія корозійного й механічного чинників при терті призводить до зниження зносотривкості.
Сульфід- і азотовмісні вторинні структури, утворені на поверхні газотермічного покриття в корозійних середовищах, можуть суттєво знизити негативний вплив як корозійного, так і трибологічного чинників. Показано, що покриття, отримане електродуговим напиленням з ПД 75Х19З3С2, володіє вищою корозійною і трибокорозійною тривкістю. Стійкість до корозії забезпечує, зокрема, вищий вміст хрому, а однією з причин вищої зносотривкості є присутність карбідних і боридних фаз, що забезпечують підвищену твердість покриття.
Посилання
Pokhmurskyi, V., Student, M., Pokhmurska H., Ryabcev, I., Gvozdeckii, V., & Stupnytskyy, V. (2013). Gazoabrazinnaya iznosostojkost pri povyshennyh temperaturah pokrytiy, poluchennyh duhovoj metallizaciej. Avtomaticheskaja svarka, 6, 16–23.
Pokhmurskyi, V., Student, M., Stupnytskyy, V., Chervinska, N., & Kondyr A. (2012). Zasady stvorennia koroziinostikykh elektroduhovykh pokryttiv z poroshkovykh drotiv. Fizyko-himichna mehanika materialiv, 9(2), 600–606.
Khoma, M. S., Pereplotchikov, E. F., Vasyliv, Ch. B., Vynar, V. A., Ryabtsev, I. A., Ratska, N. B., & Ivashkiv, V. R. (2019). Corrosion and tribocorrosion properties of plasma coatings on the base of iron, nickel and chromium in environments, which contain hydrogen sulfide, chloride and ammiac. Naukovi notatky, 66, 356–361.
Pokhmurska, H. V., Student, М. М., & Pokhmurskyi, V. І. (2017). Gazotermichni pokryttia: Navch. posib. Lviv: Prostir-М.
Pokhmurskyi, V., Student, M., Stupnytskyy, V., & Chervinska, N. (2013). Struktura, mehanichny ta elektrokhimichni kharakterystyky koroziinostiikykh elektroduhovykh pokrytttiv z poroshkovykh drotiv. Naukovi notatky, 2(41),127–132.
Khoma, M. S., Ivashkiv, V. R., & Galaichak, S. A. (2019). Vplyv struktury stalei na koroziiu, navodniuvannia ta koroziine roztriskuvannia u sirkovodnevykh seredovyshchakh. Fizyko-khimichna mekhanika materialiv, 2, 121–125.
Tian, J.-J., Yao, S.-W., Luo, X.-T., Li, C.-X., & Li, Ch.-J. (2016). An effective approach for creating metallurgical self-bonding in plasma-spraying of NiCr-Mo coating by designing shell-core-structured powders. Acta Materialia, 110, 19–30.
Pokhmurskyi, V., Student, M., Gvozdeckii V., Stupnytskyy, T., Student, O., Wielage, B., & Pokhmurska, H. (2013). Arc-sprayed iron-based coatings for erosion-corrosion protection of boiler tubes at elevated temperatures. Journal of Thermal Spray Technology, 22 (5), 808–819.
Bobzin, K., Zhao, L., Öte, M., & Königstein, T., 2017. Novel Fe-based wear and corrosion resistant coatings by three-cathode plasma technology. Surface and Coatings Technology. 318, 288–292.
Khoma, M. S., Ivashkiv, V. R., Chuchman, M. R., Vasyliv, Ch. B., Ratska, N. B., & Datsko, B. M. (2018). Corrosion cracking of ferrite-pearlitic steels of different structure in the hydrogen sulfide environment under static load. Procedia Structural Integrity, 13, 2184–2189.
Student M., Veselivska, H., Gvozdecki, V., Golovchuk, M., Dzyubyk, L., & Sirak, Ya. (2008). Corrosion-mechanical resistance of arc-sprayed coatings made from cored powders. Ukrainian Journal of Mechanical engineering and materials science, 2008, 4(1), 12–20.
Dilthey, U., & Kabatnik, L. (1998). Zentral Pulverzufuhr beim Plasmauftragschweien. Schweien und Schneiden, 12, 766–771.
Hejwowski, T. (2006). Sliding wear resistance of Fe-, Ni- and Co-based alloys for plasma deposition. Vacuum, 80 (11-12), 1326–1330.
Wielage, B., Pokhmurska, H. Student, M., Gvozdeckii, V., Stupnytskyy, T., Pokhmurski, V., & Wielage, B. (2013). Iron-based coatings arc-sprayed with cored wires for applications at elevated temperatures. Surface and coating technology. 220, 27–35.
Klimpel, A., Dobrzański, L. A., Lisiecki, A., & Janicki, D. (2006). The study of the technology of laser and plasma surfacing of engine valves face made of X40CrSiMo10-2 steel using cobalt-based powders. Journal of Materials Processing Technology, 175 (1–3), 251–256.
Li, B., Jia, J., Han, M., Gao, Y., & Li, C. (2017). Microstructure, mechanical and tribological properties of plasma-sprayed NiCrAlY-Mo-Ag coatings from conventional and nanostructured powders. Surface and Coatings Technology, 324, 552–559.
Pokhmurskyi, V., Student, M., Chervinska, N., & Stupnytskyy, V. (2013). Electrochemical properties of arc sprayed coatings from cored wires on the basis of cheap ferroalloys. Оchrona przed korozja, 11, 516–518.
Stupnytskyi, T. R., Student, M. M., Pokhmurska, H. V., & Hvozdetskyі, V. M. (2016). Optimization of the Chromium Content of Powder Wires of the Fe–Cr–C and Fe–Cr–B Systems According to the Corrosion Resistance of Electric-Arc Coatings. Materials Science, 52, 165–172.
Voitovych, A., Pokhmurska, H., Student, M., & Student, O. (2016). Microstructure and Abrasive-Wear Resistance of the Vibration-Deposited Metal of Core Wires of the Basic Fe–Cr–B System. Materials Science, 52, 365–370.
Bolelli, G., Milanti, A., Lusvarghi, L., Trombi, L., & Vuoristo, P. (2016). Wear and impact behaviour of High Velocity Air-Fuel sprayed Fe–Cr–Ni–B–C alloy coatings. Tribology International, 95, 372–390.
