МЕХАНИЗМ РАСТВОРЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ ЭНЕРГОМАШИН

Смольникова О.Г. , Беляева Л.С.

2018 / Том 8, номер 4 [ ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ ]

Цель - на основе анализа экспериментальных данных по удалению алюминидных покрытий сформировать представление о процессах, протекающих на поверхности обрабатываемой детали при химическом травлении. Алюминидные покрытия представляют собой совокупность интерметаллидных фаз (Ni_xAl_y, M_xCl_y, M_xSi_y) и элементов различной химической активности (α-Cr, α-W, Si, Y). Эффективность удаления дефектных покрытий (скорость процесса, качество обработанных деталей) определяется соотношением компонентов раствора, стимулирующих или замедляющих электрохимические реакции в системе «раствор - покрытие - сплав». Показано, что ионы Cl^- способствуют активному растворению матрицы покрытия Ni_xAl_y, тогда как адсорбция (NO₃)^- может быть как стимулирующей, так и пассивирующей. Скорость растворения фазы β-NiAl определяется скоростью выхода в раствор наиболее активного компонента покрытия - ионов Al³⁺. Растворение фазы γ΄-Ni₃Al лимитируется образованием гидратированных ионов Ni²⁺. Удаление коррозионностойких фаз M_xCl_y,M_xSi_y происходит вследствие ослабления их связи с матрицей покрытия. Поведение ионов (Cr₂O₇)^2- соответствует классическим представлениям: являясь эффективным деполяризатором, ускоряет процесс травления покрытий; адсорбируясь на поверхности никелевого сплава, предотвращает его растравливание. Высокие скорости растворения покрытий в присутствии (NH₄)₆Mo₇O₂₄, не обладающего ярко выраженными окислительными свойствами, обусловлены возможными превращениями (NH₄)₆Mo₇O₂₄ до (MoO₂)²⁺ и (MoO₄)^2- с последующим восстановлением до MoO₂ и дальнейшим его окислением до (MoO₂)²⁺.

Ключевые слова:

жаростойкие покрытия,химическое травление,раствор травления,механизм удаления алюминидных покрытий,heat-resistant coatings,chemical etching,etching solution,aluminide coating removal mechanism

Библиографический список:

1. Абраимов Н.В., Елисеев Ю.С. Химикотермическая обработка жаропрочных сталей и сплавов. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 620 с.
2. Мубояджян С.А., Галоян А.Г. Диффузионные алюминидные покрытия для защиты поверхности внутренней полости монокристаллических лопаток турбин из рений- и ренийрутений содержащих жаропрочных сплавов. Часть I // Металлы. 2012. N 5. C. 10-19.
3. He L., Yu C.H., Leyland A., Wilson A.D. A comparative study of the cyclic thermal oxidation of PVD nickel aluminide coatings // Surface and Coatings Technology. 2002. V. 155. P. 67-79.
4. Панков В.П., Павлоградский С.А., Панков Д.В. Удаление покрытий с рабочих лопаток ГТД // Ремонт, восстановление, модернизация. 2006. N 4. С. 33-37.
5. Попова С.В., Добрынин Д.А., Мубояджян С.А., Будиновский С.А. Удаление жаростойких конденсационно-диффузионных покрытий с поверхности лопаток ГТД до и после наработки // Труды ВИАМ. 2017. N 1(49). С. 32-40. DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-1-4-4
6. Пат. 2200211, Российская Федерация, МПК С23F1/16. Способ удаления покрытий с деталей из жаростойких сплавов / Ю.С. Елисеев, А.М. Душ-кин, Ю.П. Шкретов, Н.В. Абраимов; заявитель и па-тентообладатель ФГУП ММПП «Салют». 20011 06171/ 02; заявл. 07.03.2001, опубл. 10.03.2003. Бюл. № 27.
7. Ruud J.A, Kool L.B. Method for removing oxides and coating from a substrate. Patent of US, no. 6863738, 2005.
8. Stratton E.W. Chemical stripping composition and method. Patent of US, no. 8859479, 2014. Невьянцева Р.Р., Быбин А.А., Смольникова О.Г. Разработка универсального раствора для уда-ления алюминидных покрытий с лопаток газовых турбин и его апробация в ремонтном производстве // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2016. Т. 20, N 1. С. 26-32.
9. Семенова И.В., Хорошилов А.В, Флорианович Г.М. Коррозия и защита от коррозии. М.: Физматлит, 2006. 376 с.
10. Невьянцева Р.Р., Быбин А.А., Смольникова О.Г. Закономерности удаления внешней и внутренней зон жаростойкого алюминидного покрытия с длительной наработкой при ремонте лопаток ТВД // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2008. Т.10, N 1. С. 127-130.
11. Шеин А.Б., Ракитянская И.Л., Вилесов С.П. Влияние состава коррозионной среды на анодное растворение силицидов металлов триады железа // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2010. Т. 53, N 2. C. 81-83.
12. Lukanova R., Stoyanova E., Damyanov M., Stoychev D. Formation of protective films on Al in electrolytes containing no Cr6+ ions // Bulg. Chem. Commun. 2008. V. 40. No. 3. P. 340-347.
13. Pandiarajan M., Rajendran S., Rathish J.R. Corrosion inhibition by potassium chromate-Zn2+ system mild steel in simulated concrete pure solution // Res. J. Chem. Sci. 2014. V. 4 (2). P. 49-55.
14. Кузнецов Ю.И. Физико-химические аспекты ингибирования коррозии металлов в водных растворах // Успехи химии. 2004. Т. 73. N 1. С. 79-93.
15. Сибиркин А.А., Замятин О.А., Чурбанов М.Ф. Взаимное превращение изополисоединений молибдена (VI) в водных растворах // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2008. N 5. C. 45-51.
16. Krishnan C.V., Garnett M., Hsiao B., Chu B. Electrochemical Measurements of Isopolyoxomolybdates: 1. pH Dependent Behavior of Sodium Molybdate // Int. J. Electrochem. Sci. 2007. V. 2. P. 29-51.

Файлы:

• реферат (скачать | просмотреть) - скачано 37 раз
• статья (скачать | просмотреть) - скачано 47 раз