Исследование продуктов электролизного борирования поверхности инструментальных сталей с реверсированием тока в борсодержащем оксихлоридном расплаве на основе CaCl2

Е. С. Филатов, Н. И. Шуров, К. Р. Каримов, Е. В. Никитина, Д. О. Чухванцев, Н. С. Семёнова. 

АННОТАЦИЯ

     Борирование – один из наиболее эффективных и перспективных методов поверхностного упрочнения стальных деталей машин и инструмента, работающих при повышенных статических и динамических нагрузках.  В целях экономии энергоресурсов и отказа от дорогостоящих порошков бора, создания замкнутого цикла использования сырья и промывочной воды в ИВТЭ УрО РАН проведены исследования по разработке технологий по упрочнению деталей машин и инструмента методами электролизного борирования (электролизное, электролизно-циклическое, электролизное с применением реверсированного тока) расплавленных солях на основе хлорида кальция.

     Изучена кинетика образования боридных покрытий на порошковой стали (ЖГР) Cr11Ni6Cu15, 20Х13 в расплаве CaCl2 + 3 мас. % B2O3 при температурах 800, 850 и 900°C и времени выдержки 1, 2 и 3 часа, определены основные температурные, концентрационные и токовые параметры процесса борирования, обуславливающие получение качественного защитного покрытия.

     Методами рентгенофазового и микрорентгеноспектрального анализа исследованы продукты процесса борирования поверхности инструментальных сталей в расплаве на основе хлорида кальция с добавлением оксида бора с применением реверсированного тока. Металлографическим методом определен фазовый состав покрытия из продуктов электролизного борирования. Определена толщина, микротвердость и фазовый состав всех полученных боридных покрытий. Результаты по борированию предоставленных опытных деталей позволяют рекомендовать технологию нанесения покрытия для применения в промышленности.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

солевой расплав, хлорид кальция, оксид бора, реверсированный ток, плотность тока, покрытие, фазовый состав

DOI: 10.31857/S0235010621040034

НОВЫЙ СПОСОБ СИНТЕЗА ЛИГАТУР Al–Sc В ОКСИДНО-ФТОРИДНЫХ И ФТОРИДНЫХ РАСПЛАВАХ

А. Ю. Николаев, А. В. Суздальцев, Ю. П. Зайков

АННОТАЦИЯ

Методом вольтамперометрии изучена кинетика электровыделения алюминия и скандия из фторидных и оксидно-фторидных расплавов. Определены параметры (область потенциалов, токи) электровыделения алюминия и скандия из фторидных расплавов с добавками Al2O3, Sc2O3, AlF3 и ScF3 в диапазоне температур 750–800°С. Предложен новый подход для производства богатых по скандию лигатур Al–Sc, включающий электроосаждение алюминия и скандия на твердом катоде при электролизе фторидных и оксидно-фторидных расплавов и последующее растворение полученного катодного осадка в жидком алюминии. На основании электрохимических измерений выбраны параметры электролиза и проведены электролизные испытания по получению лигатур Al–Sc. Определены катодные выхода по току при совместном электроосаждении алюминия и скандия и изучена микроструктура получаемых лигатур Al–Sc.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

алюминий, скандий, расплав, вольтамперометрия, электровыделение, электроосаждение, электролиз, лигатура

DOI:10.31857/S0235010620020097

Коэффициент активности цезия в расплавах Cs–CsI

В. В. Чебыкин, В. М. Ивенко, Л. А. Циовкина

АННОТАЦИЯ

Из тензиметрических данных (20 составов от 0.39 до 90 мол. % Cs) исследования расплавов Cs–CsI получены аппроксимирующие уравнения для коэффициентов активности цезия в конкретных опытах. Обсуждены условия проведения эксперимента и их влияние на погрешность полученных экспериментальных данных.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

расплавы, растворы, коэффициенты активности, цезий, фторид цезия.

DOI: 10.1134/S0235010619040054

Плотность и мольный объем расплавов бинарных смесей GdCl3–NaCl и GdCl3–KCl

К. И. Трифонов, И. Ф. Заботин, В. Е. Кротов, А. Ф. Никифоров

АННОТАЦИЯ

Определены дилатометрическим методом значения плотности солевых расплавов систем GdCl3–NaCl и GdCl3–KCl во всем интервале концентраций и широком диапазоне температур. Рассчитаны мольные объемы систем и их отклонения от аддитивности. Установлено, что все зависимости от состава электролита являются нелинейными. Результаты могут быть использованы в технологии производства гадолиния и его соединений и для уточнения структуры исследованных расплавленных солевых смесей.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

бинарные системы, трихлорид гадолиния, хлориды натрия и калия, плотность, мольный объем, изотермы.

DOI: 10.1134/S023501061904011X

Рафинирование расплавов технического кремния в электрическом поле в гелии

А. В. Кайбичев, И. А. Кайбичев

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены распространенные способы очистки расплавов кремния. Обосновано удаление примесей в электрическом поле. Оценено влияние состава, температуры, чистоты гелия, прошедшего электричества и напряженности электрического поля. Установлено удаление многоатомных и многомолекулярных ионов в электрическом поле. Определен относительный вклад межэлектродного переноса и испарения в очистку кремния.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

испарение, межэлектродный перенос, расплав, полярность, атомная масса, ионы, очистка.

DOI: 10.1134/S0235010619040066

Температуры ликвидуса расплавов KF–KCl–KI

А. О. Худорожкова, А. В. Исаков, А. А. Редькин, Ю. П. Зайков

АННОТАЦИЯ

Определены температуры ликвидуса тройной взаимной системы KF–KCl–KI при мольном соотношении KF/KCl 0.8 и 2 методом термического анализа кривых охлаждения и дифференциальной сканирующей калориметрии. Получены температурные зависимости температуры ликвидуса от содержания иодида калия для расплавов [45KF–55KCl, мол. %]–KI, [66KF–34KCl, мол. %]–KI зарегистрированы. Результаты обобщены в виде двух разрезов тройной взаимной системы KF–KCl–KI. Данные, полученные методом термического анализа, согласуются с данными дифференциальной сканирующей калориметрии и термогравиметрии. Методом синхронного термического анализа подтверждено, что система KF–KCl–KI имеет эвтектику 25KF–34KCl–41KI (мол. %) с температурой плавления 750 K.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

фторид калия, хлорид калия, иодид калия, температура ликвидуса, термический анализ, дифференциальная сканирующая калориметрия.

DOI: 10.1134/S023501061904008X

Коррозионно-электрохимическое поведение никеля в расплаве LiCl–KCl, содержащем трихлорид лантана

Э. А. Карфидов, Е. В. Никитина

АННОТАЦИЯ

Изучено влияние температуры в диапазоне от 500 до 800°С на коррозию никеля (Н1) при проведении испытаний в солевом расплаве эвтектической смеси хлоридов лития и калия, с добавлением трихлорида лантана от 0.5 до 2 мол. %. Скорость коррозии никеля возрастает с увеличением температуры, добавки хлорида лантана снижают скорость коррозии при 500–650°С (ингибирование экранирующего типа за счет последующей химической реакции). Потенциал коррозии никеля составляет примерно –0.5 В относительно хлорсеребряного электрода при температуре 500°С и незначительно уменьшается с ростом температуры, а также не зависит от концентрации хлорида лантана. Для конкретизации механизма коррозионных разрушений сняты вольтамперные кривые при содержании хлорида лантана 0.5 и 2 мол. % при скоростях развертки 10 и 20 мВ/с. Использованы рентгенофазовый и микрорентгеноспектральный методы анализа. Скорость развертки не влияет на протекание необратимого электрохимического процесса окисления, а добавление хлорида лантана увеличивает плотность тока в анодной области в десятки раз. Сопоставление величин скорости коррозии, полученных гравиметрическим и химико-аналитическим методами, позволяет говорить об электрохимическом механизме коррозии.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

никель, хлоридный расплав, коррозия, трихлорид лантана, температура, морфология поверхности.

DOI: 10.1134/S0235010619040078

Электрохимическое поведение системы никель/оксидная вольфрамовая бронза при циклической развертке потенциала

А. В. Косов, О. Л. Семерикова, С. В. Вакарин, Ю. П. Зайков

АННОТАЦИЯ

Методом циклической вольтамперометрии изучено электрохимическое поведение никеля в поливольфраматных расплавах K2WO4–Na2WO4 (1 : 1) – 35 мол. % WO3 и K2WO4–Na2WO4 (1 : 1) – 50 мол. % WO3. На основании сопоставления полученных циклических вольтамперограмм с данными методов сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), микрорентгеноспектрального анализа (МРСА) и рентгенофазового анализа (РФА), сделаны выводы о последовательности процессов, протекающих на никелевой подложке. Предложены уравнения реакций формирования продуктов электролиза.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

электрокристаллизация, циклическая вольтамперометрия, расплав, оксидная вольфрамовая бронза, никель.

DOI: 10.1134/S0235010619040091

Микроструктура высокопрочного алюминиевого сплава после комбинированного упрочнения поверхности

С. Г. Купцов, А. В. Еланцев, Е. А. Никоненко, Е. В. Никитина, А. В. Шак, Н. А. Казаковцева

АННОТАЦИЯ

Выполнены металлографические исследования карбидоборидных покрытий на образцах алюминиевого сплава В96Ц, наносимых с двух сторон методом электроискрового легирования (ЭИЛ). На одной стороне покрытие дополнительно обрабатывалось лазером. Установлено, что поверхность с ЭИЛ имеет значительные неровности, поры, трещины, а лазерная обработка приводит к уменьшению шероховатости. Лабораторные испытания позволили рекомендовать комбинированный (электроискровой–лазерный) способ упрочнения поверхности образцов из алюминиевого сплава В96Ц для увеличения срока эксплуатации инструментов и деталей машин.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

покрытия, легирование, лазерная обработка, карбидобориды, алюминий.

DOI: 10.1134/S0235010619040108

 

Кинетика электровыделения циркония и алюминия из расплавов KF–AlF3–ZrO2

А. А. Филатов, А. В. Суздальцев, А. Ю. Николаев, Ю.П. Зайков

АННОТАЦИЯ

Методами вольтамперометрии и стационарной поляризации изучены кинетические закономерности электровосстановления циркония и алюминия из расплавов KF–AlF3–Al2O3–ZrO2 при температуре 750°С. Исследовано влияние содержания оксида ZrO2, материала подложки и скорости развертки потенциала на кинетику катодного процесса в исследуемых расплавах в стационарных и нестационарных условиях. Показано, что электровосстановление циркония протекает преимущественно в условиях диффузионных затруднений и не является обратимым. Оценены предельные токи катодного процесса в расплавах KF–AlF3–Al2O3–ZrO2 и коэффициенты диффузии электроактивных ионов в исследуемых расплавах в зависимости от содержания ZrO2 в расплаве. Полученные результаты были использованы для проведения электролизных испытаний и разработки нового способа получения лигатур Al–Zr из оксидов в расплавах на основе системы KF–AlF3.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

алюминий, цирконий, лигатура, расплав, KF–AlF3–Al2O3, электровосстановление, вольтамперометрия.

DOI: 10.1134/S0235010619030046