Registration Number
0824U001480, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
23-05-2024
popup.evolution
o
Title
Improvement of the technology of synthesis of chromium oxide coatings on AISI 304 stainless steel
Author
Nataliia S. Balamut,
popup.head Viktoriia V. Shtefan
popup.opponent Heorhii S. Vasyliev
popup.opponent Iryna M. Kurmakova
popup.review Valeria O. Proskurina
popup.review Iryna Y. Yermolenko
popup.rada
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"
Description
Об’єктом дослідження є процеси електрохімічного синтезу хромоксидних покриттів на сталі 08Х18Н10 в умовах стаціонарного та нестаціонарного електролізу.
Предмет дослідження – технологічні параметри процесу формування хромоксидних покриттів на сталі 08Х18Н10 в електролітах, модифікованих SiO2⸳nH2O, та при різних режимах електролізу; захисні властивості хромоксидних покриттів.
У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі, визначено обєкт, предмет і методи дослідження, показано зв’язок роботи з науковими темами, надано наукову новизну та сформульовано практичну значущість отриманих результатів.
У першому розділі проведено аналіз науково-технічної літератури щодо сучасних методів формування металоксидних покриттів, поширених електролітів та режимів електролізу, та властивостей хромвмісних покриттів. Висвітлено перспективи їх використання у сучасних галузях промисловості. Проаналізовано перспективні напрямки модифікування хромоксидних покриттів на нержавіючих сталях.
У другому розділі наведено опис матеріалів, методики проведення досліджень із зазначенням необхідної технічної апаратури.
У третьому розділі представлені результати обґрунтування та модифікації складів електролітів та режимів електрохімічного синтезу хромоксидних покриттів на сталі 08Х18Н10 та експериментально досліджено морфологію, структуру та елементний склад отриманих покриттів.
У даному розділі висвітлені наступні результати:
- експериментально обґрунтовано вибір компонентів електролітів та режимів електролізу для формування хромоксидних покриттів на сталі;
- отримані результати дослідження морфології показують, що структура хромоксидних покриттів, отриманих з електролітів, модифікованих SiO2⸱nH2O, є кристалічною. При збільшенні концентрації SiO2⸱nH2O в електроліті, поверхня покриття стає більш рівномірною та без тріщин. Дані елементного аналізу вказують, що покриття складаються переважно з Хрому та Оксигену, а також містять Силіцій в невеликих кількостях (0,17-1,09 мас.%). EDX-mapping демонструє рівномірний розподіл цих елементів по поверхні покриттів;
- дослідження морфології хромоксидних покриттів, отриманих в умовах нестаціонарного електролізу, показали, що тривалість паузи напряму впливає на структуру покриттів. Збільшення тривалості паузи від 0,25 с до 1 с зумовлює перехід структури з кристалічної до глобулярної та «губчастої». Усі покриття складаються з Хрому та Оксигену в різному масовому співвідношенні. Також зі зростанням тривалості паузи збільшуються розміри тріщин на поверхні сформованих покриттів;
- експериментальне дослідження впливу амплітуди густини струму показали, що при 90 А/дм2 сформовані на поверхні сталі покриття є ріномірними, однорідними та без відшаровувань. Зниження значення амплітуди до 30 А/дм2 або збільшення до 130 А/дм2 є причиною розтріскування та відшаровування покриттів по границям тріщин.
Четвертий розділ присвячений дослідженню фізико-хімічних властивостей хромоксидних покриттів на сталі 08Х18Н10 на основі проведення натурних експериментів.
Отримано наступні результати:
- експериментально визначено, що модифікація електроліту SiO2⸱nH2O сприяє формуванню хромоксидних покриттів на нержавіючій сталі, які забезпечують захисні властивості у хлоридних середовищах.
- отримані потенціодинамічні залежності нержавіючої сталі без та із хромоксидними покриттями показують, що сталь 08Х18Н10 у хлоридних середовищах схильна до пітингоутворення, про що теж свідчать мікрофотографії поверхні після випробувань. Хромоксидні покриття значно підвищують пітингостійкість сплаву, тим самим забезпечуючи надійний захист в агресивних середовищах. Визначено, за результатами досліджень, що найбільш високу пітингостійкість має сталь із хромоксидним покриттям, отриманим з модифікованого 0,05 моль/л SiO2⸱nH2O;
- встановлено, що модифікація хромоксидних покриттів призводить до зниження їх дефектності та підвищення захисних властивостей, що підтверджується результатами корозійних випробувань;
- встановлено, що нанесення хромоксидних покриттів на сталь 08Х18Н10 підвищує її стійкість при високих температурах (600-1000℃) і швидкість корозії знижується в 3-5 разів.
У п’ятому розділі запропоновані удосконалені карти технологічних процесів формування хромоксидних покриттів на сталі 08Х18Н10, вказано основні та допоміжні операції, склади електролітів та режими електролізу.
Registration Date
2024-04-08
popup.nrat_date
2024-04-08 / 2026-07-01
