Структура и свойства покрытия из нержавеющей стали, напыленной на Сталь 3 и оплавленной электронным пучком
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
? переходит во влажную атмосферную коррозию, а при попадании брызг - в мокрую атмосферную коррозию.
На скорость атмосферной коррозии влияет контакт металлов, электродные потенциалы которых неодинаковы [6].
Меры по защите материалов от атмосферной коррозии зависят от конструктивных и эксплуатационных особенностей машин и аппаратов, но основное их назначение - затормозить анодный и катодный процессы [3]. Для этого применяются сплавы и защитные покрытия устойчивые в атмосферных условиях.
.2.2 Сопротивление материалов разрушению
Ни одно покрытие не будет оказывать эффективного действия, если, кроме защитных свойств, не будет обладать определенными механическими свойствами - прочностью, твердостью, пластичностью и т.д. [7, 8].
Подавляющее большинство разрушений стальных деталей имеет хрупкий характер без какой-либо заметной пластической деформации. Такие разрушения могут возникать как в процессе изготовления полуфабрикатов и деталей, так и в процессе их эксплуатации.
К первой группе хрупких разрушений относятся: образование флокенов, закалочных трещин, хрупких разрушений в процессе травления и наводороживания при гальванических покрытиях, образование трещин в случае контакта с жидкими металлами, при сварке и других операциях.
Ко второй группе относятся хрупкие разрушения стальных деталей, возникающие в результате хладноломкости, повышенной чувствительности к надрезам, а также поломки деталей из сталей высокой твердости, обладающих низким сопротивлением хрупкому разрушению (отрыву).
Развитие техники вызвало широкое применение сталей высокой прочности. Практика же показывает, что во многих случаях стали с высоким пределом прочности оказываются весьма склонными к хрупкому разрушению. Следует специально отметить, что проблема хрупкого разрушения не может быть ограничена в настоящее время проблемой хладноломкости. Наряду с хладноломкостью возникают хрупкие разрушения, которые кратко могут быть сформулированы, как повышенная чувствительность к надрезу и трещине, склонность к замедленному разрушению и высокая восприимчивость к воздействию различных поверхностно-активных сред.
Хладноломкостью называется свойство ряда металлов, в том числе и сталей, образовывать хрупкое разрушение при достаточно низких температурах нагружения [9].
Элементы машин и конструкций, изготовленные из металлов, их сплавов и других материалов, под действием приложенных к ним внешних усилий претерпевают деформацию [10].
Но от любого материала, как конструкционного материала, требуется не только высокое сопротивление деформации, но и высокое сопротивление разрушению.
Обычно сопротивление деформации объединяют в общее комплексное понятие прочность, а сопротивление разрушению - надежность.
Если разрушение происходит не за один, а за многие акты нагружения, причем за каждый акт происходит микроразрушение (к микроразрушению относятся такие процессы, как износ, усталость, коррозия), то это характеризует долговечность материала.
Для улучшения свойств материалов обычного состава их легируют такими элементами как хром, ванадий, вольфрам, никель, алюминий и др. Эти элементы придают материалам определенные свойства: прочность, твердость, прокаливаемость, износостойкость и т.д.
Очевидно, высококачественный конструкционный материал должен быть одновременно прочным, надежным и долговечным [4].
1.3 Методы защиты металлов и сплавов
.3.1 Классификация методов защиты от коррозии
В технике защита от коррозии осуществляется различными методами [11]. Наиболее рациональный и надежный путь - это изготовление аппаратов, машин и т.д. из коррозионно-стойких как металлических, так и неметаллических материалов. Однако этот путь защиты от коррозии не всегда может быть использован в силу экономических, технических или технологических, условий. В промышленности часто изготовляют изделия, аппараты, трубы из дешевых и доступных материалов, обладающих высокими технологическими и механическими свойствами, с последующей их защитой от коррозии.
Методы защиты от коррозии можно разделить на три группы [12]:
- воздействие на металл;
- воздействие на агрессивную среду;
- комбинированные методы защиты.
К первой группе методов защиты относят:
а) легирование металлов - создание экранирующего поверхностного слоя, введение элементов, понижающих катодную или анодную активность сплава, введение элементов, предотвращающих структурную коррозию;
б) обработка поверхности металла - термическая и термохимическая обработка, вибрационная прокатка поверхности, химическое и электрохимическое напыление, механическая обработка (наклеп, ролики и т.д.), модифицирование ржавчины на поверхности;
в) нанесение защитных покрытий - постоянного, временного и периодического действия (смазка, воски);
г) подбор коррозионно-стойких материалов для условий эксплуатации конструкции;
д) рациональное конструирование - вывод отдельных узлов конструкции из агрессивных сред, исключение застойных зон агрессивных жидкостей;
е) электрохимическая защита.
Вторая группа методов защиты включает:
а) применение ингибиторов (замедлителей) коррозии;
б) герметизация конструкций (полная или частичная);
в) создание искусственных сред (обработка водных сред, применение нейтральный сред, осушка воздуха).
К третьей группе (комбинированным методам защиты) относят:
а) комплексное воздействие