CORROSION RESISTANCE OF CHROMOSILICIDE COATINGS ON STEEL 45 IN DIFFERENT AGGRESSIVE ENVIRONMENTS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2023.2.9

Keywords:

coating, chromium, silicon, chromium carbides, corrosion

Abstract

In the work, diffusive chromosilicide coatings were applied to steel 45 by a gas method in a specially designed installation, which had a special reaction chamber of a new design. The process was carried out for 6 hours in a closed reaction environment at the pressure of the active gas phase and a temperature of 1323K. Ferrosilicon, chromium, and carbon tetrachloride powders were used as starting reagents for applying diffusion coatings. The metallographic studies were carried out on a Neophot 21 optical microscope. It was established that complex coatings with the participation of chromium and silicon, applied to the surface of steel 45, according to the data of microstructural analysis, consist of an outer layer up to 20∙10-6 m, which contains carbides of chromium Cr23C6, Cr7C3 and an inner layer of 80∙10-6 m, which is a solid solution of silicon and chromium in α-iron. The corrosion resistance of chromosilicide diffusion coatings was studied in 10–15% solutions of hydrochloric, phosphoric, acetic, and nitric acids, in a 3% solution of sodium chloride, and in technical water. It is shown that diffusive chromosilicide coatings applied to carbon steels increase corrosion resistance in the tested solutions by 2.5–750 times. It is possible to increase the corrosion resistance of diffusion coatings due to the introduction of inorganic substances (sodium molybdate). The introduction of 3g/l of sodium molybdate into 10% solutions of phosphoric, hydrochloric and sulfuric acids increases the corrosion resistance of chromo-silicide coatings by 4, 7 and 36 times, respectively. It has been shown that chromosilicid coatings can be recommended for the protection of machine parts operating in various aggressive environments.

References

Похмурский В.И., Данилов В.В., Голубец В.М. Повышение коррозионной стойкости стали с помощью диффузионных покрытий. К.: Наукова думка, 1989. 187 с.

Ляхович Л.С., Ворошнин Л.Г., Панич Г.Г. Многокомпонентные диффузионные покрытия. Минск, «Наука и техника», 1974. 288 с.

Кузнецов В.Д., Пащенко В.М. Фізико-хімічні основи створення покриттів: Навч.посібник. К.: НМЦВО, 1999. 176 с.

Лоскутова Т.В., Сігова В.І., Хижняк В.Г., Лоскутов В.Ф. Комплексні карбідні покриття на металах і сплавах. Монографія. Суми: Вид-во СумДУ, 2009. 190 с.

Kirchheim R., Heine B.The passivity of iron-chromium alloys. Corrosion Science. 1969. 29(7). P. 899–917.

Середа Б.П., Банніков Л.П., Нестеренко С.В., Гайдаєнко О.С., Кругляк И.В. (2019) Поверхневе зміцнення матеріалів працюючих в умовах комплексного впливу агресивних речовин. Кам’янське: ДДТУ. 2019. 173 с.

Аршук М.В., Хижняк В.Г., Лоскутова Т.В., Погребова І.С. Корозійна стійкість хромоалітованої сталі 12Х18Н10Т. Наукові вісті НТУУ «КПІ». 2011. № 6. С. 89–95.

Дегула А.І. Підвищення корозійної стійкості сталей шляхом нанесення дифузійних покриттів. Нові конструкційні сталі та стопи і методи їх оброблення для підвищення надійності та довговічності виробів: збірка матеріалів XIII Міжнародної науково-технічної конференції. Запоріжжя. 2014. С. 133–134.

Лоскутов В.Ф., Бобіна М.М., Лоскутова Т.В. Властивості покриттів на основі карбіду ніобію, легованого хромом. Металознавство та обробка металів. 1997. № 3–4. С. 66–68.

Лоскутов В.Ф., Бобіна М.М., Лоскутова Т.В., Погребова І.С., Янцевич К.В. Спосіб нанесення дифузійних покриттів. деклараційний патент України на винахід 50165А. опубл. 15.10.2002, Бюл. № 10.

Сахненко М.Д., Вєдь М.В., Ярошок Т.П. Основи теорії корозії та захисту металів. Харків: НТУ’ХПІ, 2005. 238 с.

Погребова І.С., Янцевич К.В., Хижняк В.Г., Лоскутова Т.В. Фізико-хімічні умови комплексного насичення вуглецевої сталі 45 кремнієм та хромом в середовищі хлору. Наукові вісті НТУУ «КПІ».2014. № 6. С. 152–155.

Чернега С.М., Карпец М.В., Янцевич К.В., Погребова И.С., Добровольский В.Д. Микроструктура, химический и фазовый состав хромосилицидных покритий на углеродистых сталях. Порошковая металургия. 2005. № ½. С. 23–30.

El Din A.S., Wang L. Mechanism of corrosion inhibition by sodium molybdate. Desalination. 1996. 107. P. 9–43

Deyab M.A., Abd El-Rehim S.S. Inhibitory effect of tungstate, molybdate and nitrite ions on the carbon steel pitting corrosion in alkaline formation water containing Cl− ion. Electrochimica Acta. 2007. 53 (4). P. 1754–1760.

Published

2023-08-09