Cтраница 1
![]() |
Изменение микротвердости по толщине диффузионного слоя на стали 45 после силицирования. [1] |
Силицидные покрытия являются эффективным средством защиты сталей от высокотемпературной газовой коррозии вследствие образования на их поверхности плотной и прочной пленки оксидов кремния. [2]
Силицидные покрытия, как и большинство жаростойких покрытий, уменьшают усталостную прочность стали. Испытание опытных образцов на симметричный изгиб показало, что диффузионная обработка сталей печных змеевиков по выбранным режимам меньше влияет на усталостную долговечность, чем силицирование модельной низколегированной стали. Замечено также, что изменение усталостных свойств металла коррелирует с величиной микротвердости покрытия. [3]
Силицидные покрытия на тугоплавких металлах используют в ракетной технике. [4]
Силицидные покрытия, содержащие в процессе нанесения и при эксплуатации жидкую металлическую фазу на основе меди [1] или олова и алюминия [2, 3], обладают высокой термостойкостью и способностью к самозалечиванию. [5]
Диффузионные силицидные покрытия, особенно модифицированные легирующими элементами, такими как бор, алюминий, титан, хром и др., являются одним из основных типов покрытий, защищающих тугоплавкие металлы и их сплавы от высокотемпературного окисления. По данным работ [10, 72], только в США разработкой высокотемпературных защитных покрытий занимаются более 100 промышленных фирм и научных центров, из которых почти половина работает над созданием жаростойких покрытий для тугоплавких металлов. При этом отмечается, что для работы в области умеренно высоких температур ( до 1300 - 1700 С) наиболее перспективно использование интерметаллидов и прежде всего силицидов. [6]
Простые силицидные покрытия отличались наилучшей защитной способностью на сплаве Та - 30Nb - 7 5V, что объясняется, по мнению авторов работы [72], благотворным влиянием ванадия. [7]
Получение силицидных покрытий газофазным осаждением из смесей хлоридов металлов, SiCl4 и Н2 изучено недостаточно, поскольку кремний диффундирует в большинство материалов при сравнительно низких температурах. В работе [410] показано, что для осаждения покрытий из MoSi2 необходимо строго контролировать условия процесса и прежде всего состав парогазовых смесей. Поэтому обычно силицидные покрытия получают восстановлением кремния водородом из его галогенидов с последующим диффузионным отжигом при температурах, обеспечивающих образование силицидов металла основы. [8]
Для силицидных покрытий, полученных диффузионным насыщением заготовок, характерна недостаточная пластичность, а также высокая продолжительность процесса силицирования. [9]
Недостатком силицидного покрытия на молибдене является рассасывание слоя благодаря взаимной диффузии на границе покрытие-основа, которое сопровождается переходом высших силицидов в низшие, не обладающие защитными свойствами [2], В связи с этим возникает необходимость модифицировать ( легировать) силицидные покрытия или создавать промежуточные прослойки, барьеры. К настоящему времени не разработаны теоретические основы, позволяющие надежно выбрать оптимальные модифицирующие элементы, и разработка комплексных сили-цидных покрытий носит в основном эмпирический характер. [10]
Примером силицидных покрытий, которые были испытаны на ниобии, является покрытие Сг-Ti - Si. Непосредственно на поверхности металла это покрытие образует слой NbCr2, который ингибирует диффузию кислорода в металл. Далее следует слой с высоким содержанием хрома и кремния, и, наконец, наружный слой кремния. [11]
Получение силицидных покрытий из смесей хлоридов металлов изучено недостаточно. [12]
Эксплуатация силицидных покрытий при высоких температурах осложняется их диффузионным рассасыванием, а при малых давлениях кислорода - испарением покрытия. При длительных выдержках в условиях повышенных температур практически однослойные покрытия высших силицидов тугоплавких металлов вследствие диффузии кремния в основу превращаются в многослойные с постепенным исчезновением дисилицида. [13]
Испытание силицидных покрытий на термостойкость проводили по режиму: нагрев до 1020 С в течение 2 мин, охлаждение струей воздуха до комнатной температуры за 1 мин. Критерием термостойкости было число циклов до начала интенсивного образования окислов металла. Способы подготовки поверхности перед сили-цированием существенно не влияют на термостойкость. Испытывали образцы с разной толщиной покрытия ( от 15 до 100 мкм), полученные в одинаковых условиях. [14]
Модифицирование силицидных покрытий различными элементами проводят с целью повышения их термостойкости, увеличения окалиностойкости в области чумы, улучшения способности к самозалечиванию, снижения диффузионной подвижности кремния и скорости рассасывания высших силицидов в низшие. В настоящее время отсутствуют достаточно определенные теоретические представления, позволяющие уверенно выбрать оптимальные модифицирующие элементы, и разработка комплексных силицидных покрытий носит в основном эмпирический характер. Наиболее полно исследованы свойства комплексных силицидных покрытий и их влияние на механические свойства материала основы для ниобиевых сплавов, в меньшей степени для сплавов тантала, молибдена и вольфрама. [15]