Напряжения в диффузионных покрытиях

Возможность образования диффузионных покрытий определяется прежде всего различием атомных диаметров металла основы и наносимого вещества. При диффузии в железо элементов с большим атомным диаметром указанное различие не должно превышать 15—16% [24]. В противном случае напряжения, возникающие р кристаллической решетке железа, превосходят предел ее упругой устойчивости. Решетка становится неустойчивой, что и определяет невозможность диффузионного проникновения таких больших атомов в решетку железа. [c.36]

В первой главе выполнено аналитическое исследование литературных источников по тематике, связанной с восстановлением работоспособности поврежденных стеклоэмалевых покрытий технологического оборудования. Приведены характеристики стекловидных покрытий, принципы получения покрытий, факторы, определяюш,ие сорбционно-диффузионные свойства и химическую стойкость. Рассматриваются виды и причины механических напряжений в покрытиях. Приведены способы ремонта повреждений, в том числе предусмотренные ОСТ 26-01-166-84 Покрытия стеклоэмалевые и стеклокристаллические. Методы исправления . Наиболее распространенным и технологичным является ремонт путем нанесения на поврежденный участок специальных покрытий химически стойкими композициями. Однако на практике срок их защитного действия обычно не превышает 3 месяцев, а зачастую составляет менее 1 месяца. [c.7]

НАПРЯЖЕНИЯ В ДИФФУЗИОННЫХ ПОКРЫТИЯХ [c.239]

Рис. 84. Схемы распределения осевых остаточных напряжений в стержне с диффузионными, покрытиями

Изменение состояния поверхностного слоя. Положительное влияние на стойкость против КР стали типа 18-8 в хлоридах оказывает азотирование [59]. Диффузионное хромирование, сплошные никелевые покрытия также повышают сопротивление КР в различных средах [22, 59]. Хорошие защитные свойства показало алюминиевое покрытие [22]. Обезуглероживание поверхностного слоя коррозионно-стойких сталей также вызывало повышение стойкости против КР. Перспективным способом защиты от КР является создание белого слоя (15—30 мкм) на поверхности стали. Это объясняется более высокой коррозионной стойкостью белого слоя, большой гомогенностью его свойств, а также значительными остаточными напряжениями сжатия в нем [22]. [c.75]

В результате химического никелирования и диффузионного хромирования стационарные потенциалы образцов повысились соответственно до —280 и —40 мВ, что в среднем на 300 мВ и 550 мВ положительнее потенциалов незащищенных сталей. Плотность коррозионного тока в незащищенных и ненагруженных переменными напряжениями сталей составляла 0,1—0,2 мА/см , После никелирования и хромирования плотность тока уменьшилась соответственно на 3 и 4 порядка. Для хромового покрытия характерно самопроизвольно возникающее устойчивое пассивное состояние при потенциалах от —200 мВ и выше при токе полной пассивации, достигающем 0,00008 мА/см (рис. 94). [c.178]

При более низких напряжениях (более пологий участок кривой коррозионной усталости) нагружение образцов также сопровождается резким сдвигом их потенциала в отрицательную сторону на 70-80 мВ (см. рис. 100, / участок кривой 2) из-за разрушения диффузионного слоя и образования в нем микротрещин, развитых относительно слабо, но достигающих основного металла. Значение потенциала возникшей коррозионной системы свидетельствует о том, что в дальнейшем сталь продолжительное время остается полностью защищенной от коррозионного разрушения в результате электрохимического воздействия покрытия. С течением времени потенциал образца сдвигается в положительную сторону вследствие оголения стали при механическом и особенно коррозионном разрушении покрытия, а также из-за экранирования поверх- [c.186]

Степень влияния диффузионного слоя на механические свойства стали зависит от отношения его толщины к размеру образца. Толщина распространенных жаростойких покрытий составляет от 20 до 125 мкм, поэтому для более выраженного эффекта поверхностного слоя усталостные испытания проводили на образцах диаметром 2 мм. Поскольку максимально допустимая температура эксплуатации для каждой стали различна, усталостные испытания проводили при комнатной температуре согласно ГОСТ 25.502-79. Частота нагружения образцов составляла 0,166 Гц, что исключало возможность их саморазогрева. Зависимости амплитуды напряжения от количества циклов до разрушения строили по средним значениям для пяти испытанных образцов на четырех уровнях нагрузки. [c.9]

Большинство машин и аппаратов в процессе эксплуатации находится под одновременным воздействием циклически изменяющихся нагрузок и различных коррозионных сред, что обусловливает коррозионно-усталостное разрушение металла. Почти все методы, направленные на повышение сопротивления сплавов одновременному воздействию коррозионных сред и циклических напряжений (термическая и термомеханическая обработка, рафинирование, легирование, пластическая деформация, диффузионное насыщение, нанесение гальванических покрытий и т. д.), основаны на изменении структурно-напряженного состояния металла в объеме или в поверхностных слоях. [c.21]

Совмещение путем визуального наблюдения, изображения по отражению вторичных электронов контрольного рисунка на подложке, покрытой слоем резиста, представляет собой определенные трудности. Прежде всего, при попытке разместить контрольные отметки возможно превышение максимальной дозы облучения. Делались попытки использовать другие методы совмещения, в которых используются фотоэлектрические сигналы от различных участков транзисторов с полевым эффектом или напряжение, противоположное создающемуся смещением кремниевой структуры п-типа с диффузионными областями р-типа [151]. Точность совмещения менее критична при изготовлении транзисторных структур, состоящих из узких линий пересекающихся под прямыми углами 151], Сообщают, что [c.644]

После термообработки наблюдается значительное повышение пластичности и сцепляемости никель-фосфорного слоя с основой. Увеличение пластичности объясняется, по-видимому, структурными превращениями в покрытии в результате нагрева осадка, а прочности сцепления — протеканием диффузионных процессов в переходной зоне, а также частичным снятием внутренних напряжений. [c.168]

До недавнего времени многие исследователи считали, что протекание коррозионных пр>)цессов под лакокрасочными покрытиями в основном зависит от скорости диффузионного переноса влаги, кислорода и электролитов к металлической поверхности, и применением защитного покрытия с толщиной, рассчитываемой по закону Фика, можно предотвратить возникновение коррозионного процесса. Однако экспериментально было установлено, что защитное действие покрытия не находится в прямой зависимости от его толщины, поскольку с ее увеличением выше определенного предела защитные свойства покрытия, как правило, ухудшаются. Это объясняется возникновением в по срытии внутренних напряжений, обусловленных усадочными явлениями, вызываемыми испарением растворителя, и приводящих к отрыву покрытия от подложки и его разрушению. [c.7]

Наконец, следует сказать, что известная диффузионная теория адгезии основана на размывании границы раздела. Имеются прямые доказательства того, что изменение надмолекулярной структуры полимера в зависимости от расстояния от границы раздела субстрат — полимер отражается на величине остаточных напряжений. Характерно, что распределение остаточных напряжений сложным образом связано с микротвердостью [118]. В работе [118] исследовали тонкие покрытия полиэтилена низкой плотности на монокристаллическом кремнии (после отслаивания пленки от субстрата) путем гравиметрии в процессе травления кислородной плазмой ири температуре до 50 и послойного определения микротвердости при малых нагрузках. [c.86]

Таким образом, сопоставление сорбционно-диффузионного поведения многослойных систем в рамках феноменологической теории диффузии с изменением параметров адгезионных систем при контакте с различными агрессивными средами показывает, что в отсутствие химической реакции между элементами сэндвичевой системы и агрессивным компонентом лимитирующим процессом в скорости изменения макроскопических параметров (прочность адгезионной связи, электропроводность, внутренние напряжения) является транспорт низкомолекулярного вещества через защитное покрытие к межфазной границе и его накопление в полимерном слое и на межфазной границе. [c.286]

Б ряде ранних работ Харвея [29] было показано, что цинковое покрытие, нанесен, ное гальваническим путем, является более эффективным при защите стали от коррозионной усталости, чем это же покрытие, нанесенное методом горячего цинкования или диффузионным путем. Эти результаты, несомненно, говорят о том, что при гальваническом способе нанесения положитель. но сказываются образующиеся сжимающие напряжения. [c.294]

С одной стороны, электрическое поле обусловливает миграцию катионов к катоду. С другой стороны, электрическое поле препятствует миграции к катоду анионов и их нахождение вблизи катода обусловлено исключительно диффузионным процессом. Восстановление ионов металла редко является единственным катодным процессом, так как одновременно восстанавливаются также вода и другие вещества, растворенные в гальванической ванне. Многие вещества специально добавляются в ванну для участия в катодном процессе с целью изменения природы покрытия. Такие вещества называются добавками и подразделяются на классы в соответствии с их основным влиянием на свойства покрытий (например, блескообразователи, выравниватели и добавки, улучшающие структуру покрытия, понижающие внутренние напряжения). Во всех водных растворах вода может восстанавливаться в одной из двух реакций [c.331]

Ale( N) —. Ударная ванна серебрения обычно содержит цианид меди. Интересно, что эта ванна рекомендуется для предва-4>ительного покрытия стали, в то время как ванны, рекомендуемые для медных сплавов дианида меди не содержат. Автор в своей работе применяет ударные медноцианистые ванны серебрения для сплавов на основе железа или меди. Сочетание низкой концентрации серебра и высокой концентрации цианида означает, что потенциал катода при относительно высокой плотности тока имеет очень низкое значение, тогда как перенос заряда и диффузионная поляризация велики. При погружении подложки под напряжением низкий потенциал препятствует ионизации подложки и, таким образом, позволяет избежать нежелательного иммерсионного осаждения серебра. Из ударных ванн осаждается тонкий слой металла после чего процесс электроосаждения проводят в обычных гальванических ваннах. Из разбавленных ударных ванн при высоких плотностях тока нельзя получить толстые покрытия при продолжении электролиза образуется рыхлое порошкообразное покрытие. Образование таких покрытий проходит с низким катодным выходом по току и сопровождается значительным выделением водорода. [c.340]

Е. В. Сивакова, А. С. Строев. ЖАРОСТОЙКИЕ СПЛАВЫ - сплавы, отличающиеся жаростойкостью. К Ж. с. относятся никель-хромистые и железохромоникелевые сплавы (табл., рис.), обладаю-шде высоким сопротивлением газовой коррозии (см. Коррозия металлов) при высокой т-ре (800—1100° С) в среде воздуха и в др. газовых средах. Стойкость против газовой коррозии зависит от хим. состава сплава, т-ры, состава газовой среды, срока эксплуатации, величины мех. напряжений и цикличности нагрузки. Газовая среда, образующаяся при сгорании грубого нефтяного топлива или особо тяжелых топлив (мазута и т. п.), содержащих повышенное количество серы, ванадия, солей щелочных и щелочноземельных метал лов и др., резко ухудшает коррозионную стойкость сплавов, уменьшая срок эксплуатации изделий из них. В очищенном топливе (напр., керосине, бензине) коррозия проявляется в меньшей степени. Однако с повышением рабочей т-ры или увеличением содержания примеси солей морской атмосферы она может быть катастрофической. Сплавы с большим содержанием хрома или сплавы, подвергнутые спец. легированию, а также изделия с диффузионными покрытиями, созданными в процессе алитирования, хромоалитирова-ния или алюмосилицирования, отличаются более высокой стойкостью против газовой коррозии. Жаростой [c.427]

Техника ближайшего будушего потребует применения более прочных материалов для работы в условиях высоких скоростей, вызывающих разрушение металла в микрообъемах. В связи с возрастающими требованиями новой техники дальнейшие исследования в этой области должны быть направлены в первую очередь на разработку теоретических положений легирования сталей, стойких к гидроэрозии. Необходимо провести глубокие исследования для разработки физико-химической теории образования эрозионностойких многокомпонентных диффузионных покрытий. Следует изучить влияние напряженного состояния на интенсивность процесса гидроэрозии. Исследования необходимо проводить также в направлении изыскания эрозионно-стойких наплавок и удобных методов их нанесения. Наплавки могут быть использованы и для восстановления изношенных деталей и их упрочнения. [c.8]

Адгезия двух тел определяется близостью их по. мрностей, то есть интенсивностью молекулярных взаимодействий в этих телах и их совместимостью, то есть взаимной растворимостью, а также способностью к взаимному диффузионному проникновению частиц. При образовании полимерных покрытий вследствие усадки в плёнке возникают касательные напряжения, возрастающие с повышением толщины-нокрытия. Причиной нарушения адгезии часто являются не только эти внутренние напряжения, но и термические напряжения вследствие разности коэффициентов теплового расширения плёнки и подложки. Если плёнкообриующее вещество или клей в текучем состоянии яроникает в гл> бокие неровности поверхности или поры подложки, то после отверждения [c.54]

При определении допускаемого числа цикзшв тю расчетным кривым усталости или формулам п. 5,6.6 Норм для деталей с поверхностным диффузионным хромонитридным покрытием амплитуду напряжений вычисляют по формуле [c.460]

Наличие пленок окислов на поверхности стали влияет на коррозионные и диффузионные процессы. Как уже говорилось, электродные потенциалы на ювенильных металлических поверхностях более анод-ны, чем на порерхностях металла, которые имеют хотя бы небольшое загрязнение или окисление. В случае, если поверхность металла покрыта пленкой и какая-нибудь причина нарушает эту пленку, то энергично происходит коррозионный процессе коррозионным поражением именно ювенильных мест на металле. Нарушение защитных пленок особенно часто встречается при механическом нагружении, которое значительно способствует усилению коррозии. Таким образом, если величина механического напряжения достаточна для того, чтобы разрушить пленку окислов, коррозионный процесс ускоряется. [c.38]

Обработка П. чаще всего сводится к вакуумному отжигу для обезгажи-вания, гомогенизации и снятия внутренних напряжений, отжигу в газовых средах (напр., отжиг карбонильных металлов). Применение П. дало возможность расширить круг материалов, используемых в новой технике, а также повысить эффективность некоторых традиционных материалов, изделий и приборов. Так, разработка пром. способа получения фторидного вольфрама позволила в процессе осаждения изготовлять крупногабаритные изделия, которые невозможно получить методами обычной и порошковой металлургии. Нанесение, напр., покрытия из карбида титана (5—10 мкм) увеличило срок службы резцов из твердого сплава в три — пять раз. Получение окислов титана и кремния методом окисления соответствующих летучих галогенидов решило задачу пром. произ-ва высокодисперсных пигментов и на-полпителей. Применение тонкопленочной технологии нанесения П. в электронике позволило решить вопросы миниатюризации элементов схем (эпитаксиальная кристаллизация полупроводниковых материалов, получение диффузионных масок, изготовление проводящих и резистивных элементов и магнитных пленок). Использование покрытий из тугоплавких металлов и соединений в значительной степени способствовало прогрессу в космической и атомной технике. [c.178]

Из данных табл. 1 видно, что формирование пористых покрытий из содержащего поливинилхлорид раствора полиуретаносемикарбазида не сопро-воледается значительным повышением внутренних напряжений в исследуемых системах. Если использовать для астабилизации раствора исследуемой смеси водный раствор ДМФА или осуществлять процесс при более высокой температуре, т. е. создать условия, когда медленнее происходит диффузионное выравнивание концентраций на поверхностных слоях — гелеобра-зование, а затем фазовое расслоение (выделение твердой фазы) бинарной смеси происходит с меньшей скоростью, то больше термодинамическая [c.150]

Выделение водорода во время процессов электроосаждення может вызывать охрупчивание, если он диффундирует в основной металл. Этот эффект возникает при нанесении покрытий хрома и кадмия на высокопрочные стали [14]. В связи с этим был разработан специальный стандарт по мерам предосторожности [15, 16], включающий диффузионную термообработку после процесса нанесения покрытия, которая снижает опасность охрупчивания (см. разделы 5.4 и 7.3). Покрытия цинком или кадмием можно наносить путем вакуумного осаждения, полностью исключая охрупчивание стали. Этот метод был разработан Воздушным ведомством Великобритании. Имеются также случаи, когда трещины в высокопрочных электроосажденных покрытиях действуют как источник напряжений и вызывают коррозионное растрескивание в металлах, чувствительных к этому виду коррозии. [c.396]

Свинец по своему положению в ряду напряжений — относительно активный металл. Он пассивируется во многих агрессивных средах, в которых образуются нерастворимые соединения свинца, например в 1 2804, НР, Н3РО4, Н2СГО4. Образовавшиеся толстые покрытия являются диффузионным барьером (второе определение, см. гл. V). В этих ислотах у свинца хорошая коррозионная стойкость, однако при относительно больших скоростях движения металла и кислоты может происходить эрозия защитных пленок. Свинец находит различное применение, например в химической промышленности как облицовочный материал и для трубопроводов. [c.288]

Механическая изоляция достигается, если покрытие сплошное, лишено нор, обладает высокой степенью адгезии, пе набухает в агрессивной среде, газо- и влагонепроницаемо, химически стойко. Беспористые покрытия дает при многослойном нанесении, когда происходит закунорка нор, большинство нигментированных лакокрасочных материалов, ири отверждении которых образуется трехмерная структура иленкообразователя. Однослойные покрытия в процессе высыхания образуют норы диаметром 10 - Ю " см и обладают структурной пористостью с диаметром пор 10 - 10 см. При открытой пористости компоненты агрессивной среды поступают к поверхности М за счет капиллярной конденсации и капиллярного течения. При плотной однородной структуре пленки агрессивные агенты перемещаются по механизму активированной диффузии в материале покрытия и частичного растворения в нем агентов. Эффективный диффузионный барьер достигается созданием критической толщины многослойного покрытия, когда сопротивление в его порах приближается к сопротивлению самого покрытия за счет устранения сквозных нор и капилляров. При чрезмерном увеличении толщины покрытия в пем возникают внутренние напряжения, вызванные усадкой и другими процессами при формировании пленки, снижаются адгезия и прочность покрытия. [c.57]