Розрахунок фізико-хімічних умов процесу формування захисних покриттів на основі карбідів та нітридів хрому

Автори Н.А. Харченко1, A.І. Дегула1, В.Г. Хижняк2, Т.П. Говорун1, І.Я. Смокович3
Приналежність

1 Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна

2Національний технічний університет України «КПІ імені І. Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна

3Університет Отто фон Геріке Maгдебурга, Університетська площа, 2, 39106 Maгдебург, Німеччина

Е-mail
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 3
Дати Одержано 20 лютого 2020; у відредагованій формі 15 червня 2020; опубліковано online 25 червня 2020
Посилання Н.А. Харченко, A.І. Дегула, В.Г. Хижняк, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 3, 03038 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(3).03038
PACS Number(s) 61.46. – w, 62.20.Qp, 62.20. – х, 68.55.N
Ключові слова Термодинамічні розрахунки, Покриття (58) , Дифузійне насичення, Конденсована фаза (2) , Газова фаза (2) , Вуглецеві сталі.
Анотація

Проведено теоретичні розрахунки фізико-хімічних умов процесу дифузійного насичення вуглецевих сталей азотом, вуглецем та хромом в умовах низького тиску в середовищі хлору. Визначено ймовірний фазовий склад в результаті дифузійного насичення. Встановлено температурний інтервал існування карбідів та нітридів. Визначено основні ймовірні конденсовані та газові фази, що утворюються в результаті насичення вуглецевих сталей вуглецем, азотом та хромом. Проаналізовано, як змінюється кількість конденсованої та газової фаз залежно від зміни температури процесу дифузійного насичення. Теоретично встановлено, що в результаті нанесення захисного покриття основними конденсованими фазами будуть два нітриди хрому CrN, Cr2N та карбід хрому Cr3C2. Встановлено температурний інтервал існування основних зміцнюючих фаз. Проаналізовано системи з вмістом кисню. Відзначається утворення оксидів хрому в газовому стані. Визначено, що на першій та заключній стадіях насичення (початкові та кінцеві температури процесу насичення) основною фазою, що містить хром, є карбід хрому та майже повна відсутність нітриду Cr2N. Температура 1300 К – оптимальна температура, при якій утворюється комплексне покриття нітрид-карбід хрому. Таке поєднання шарів захисного покриття буде мати оптимальні властивості з точки зору захисту від зносу та корозії.

Перелік посилань