ТРИБОКОРОЗІЙНА ТРИВКІСТЬ ВУГЛЕЦЕВИХ СТАЛЕЙ З ЕЛЕКТРОДУГОВИМИ ПОКРИТТЯМИ З ПОРОШКОВИХ ДРОТІВ 60Х15Р2ГС ТА 75X19Р3С2

  • V. Vynar Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України
  • M. Holovchuk Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України
  • C. Vasyliv Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України
  • V. Hvozdetskyi Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України
  • N. Ratska Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України
  • Y. Rudkovskyi Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України
Ключові слова: електродугові покриття, корозія, трибокорозія, хлориди, сірководень, аміак

Анотація

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. https://doi.org/10.20535/2521-1943.2019.86.181049

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. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.03.020

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. https://doi.org/10.1007/s11666-013-9921-z

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. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2016.08.041

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. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2018.12.143

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. https://doi.org/10.23939/ujmems2018.01.012

Dilthey, U., & Kabatnik, L. (1998). Zentral Pulverzufuhr beim Plasmauftragschweien. Schweien 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. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2006.01.037

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. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.12.013

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. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2005.04.050

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. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.06.034

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. https://doi.org/10.1007/s11003-016-9939-8

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. https://doi.org/10.1007/s11003-016-9965-6

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. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.11.036

Опубліковано
2019-12-12
Як цитувати
Vynar, V., Holovchuk, M., Vasyliv, C., Hvozdetskyi, V., Ratska, N., & Rudkovskyi, Y. (2019). ТРИБОКОРОЗІЙНА ТРИВКІСТЬ ВУГЛЕЦЕВИХ СТАЛЕЙ З ЕЛЕКТРОДУГОВИМИ ПОКРИТТЯМИ З ПОРОШКОВИХ ДРОТІВ 60Х15Р2ГС ТА 75X19Р3С2. Вісник Львівського національного аграрного університету: агроінженерні дослідження, (23), 117-122. https://doi.org/10.31734/agroengineering2019.23.117