Фізико-хімічні умови формування, будова і властивості багатокомпонентних покриттів за участю титану, алюмінію, хрому з бар’єрним шаром ТіN на сталі 9XC

Хижняк, В. Г.; Калашніков, Т. Ю.; Штойка, В. Ю.; Побережний, Д. А.

Значного поширення в хіміко-термічній обробці (ХТО) набули методи поверхневої обробки сплавів із використанням хлоридних фаз. Хлоридні газові середовища успішно використовуються для титанування, хромування, алітування металів і сплавів. Дифузійне насичення з газової фази має суттєві переваги у порівнянні з іншими методами: високу якість покриттів, можливість гнучкого керування процесом, високу продуктивність та економічність. Таким чином, значний інтерес мають дослідження факторів, які впливають на стан газового середовища і безпосередньо на фазовий, хімічний склад, структуру, властивості покриттів. Мета роботи - встановлення термодинамічних умов комплексного насичення титаном, хромом і алюмінієм сталі 9ХС із шаром нітриду TiN, встановлення фазового складу, структури, властивостей покриттів і надання на підставі проведених досліджень практичних рекомендацій щодо технологічних параметрів процесів насичення. Комплексне насичення інструментальної сталі 9ХС проведено в порошковій суміші металів Ti, Al, Cr, активатора NH4Cl та інертної домішки Al2O3. Рівновагу оцінено в інтервалі температур 300 - 1500 К для систем за участю насичувальних металів (Ti, Al, Cr), хлору, вуглецю, азоту, кисню, елементів основи (Fe). Зразки з покриттями досліджено сучасними методами фізичного матеріалознавства. Дослідження газового та конденсованого станів системи Ti - Al - Cr - C - N різного складу в інтервалі температур 300 - 1500 К показали значну вірогідність насичення сталі 9ХС титаном та алюмінієм, меншу хромом, утворення на поверхні фаз TiC, TiN. Бар'єрний шар TiN за ХТО гальмує розподіл хрому, алюмінію в зовнішніх зонах покриттів і сприяє формуванню на поверхі шару Cr7C3. На сталі 9ХС із шаром TiN після титаноалюмохромування формуються покриття з мікротвердістю окремих складових: TiC - 35,6; TiN - 24,5; Cr7C3 - 18,5 ГПа. Зносостійкість титаноалюмохромованої сталі 9ХС з бар'єрним шаром TiN за умов тертя ковзання без змащування в 13,6 разу є вищою, ніж цієї сталі після гартування та низького відпуску.


	Наукова періодика України		Наукові вісті КПІ