авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Повышение качества технологической оснастки текстильных машин путем анодной термообработки в водных электролитах

На правах рукописи

Жиров Александр Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ

ТЕКСТИЛЬНЫХ МАШИН ПУТЕМ АНОДНОЙ ТЕРМООБРАБОТКИ

В ВОДНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ

Специальность 05.16.01 – Металловедение и термическая обработка металлов и

сплавов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Рыбинск – 2012 2

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образователь ном учреждении высшего профессионального образования Костромском госу дарственном университете им. Н. А. Некрасова.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Белкин Павел Николаевич

Официальные оппоненты:

Крит Борис Львович – доктор технических наук, профессор, государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образо вания «МАТИ» – Российский государственный технологический университет имени К. Э. Циолковского, профессор кафедры технологии обработки материа лов потоками высоких энергий;

Жуков Анатолий Алексеевич – кандидат технических наук, профессор, феде ральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П. А. Соловьева», профессор кафедры метал ловедения, литья и сварки.

Ведущая организация: федеральное государственное бюджетное образователь ное учреждение высшего профессионального образования «Ивановский госу дарственный химико-технологический университет».

Защита состоится 23 марта 2012 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.210.03 в федеральном государственном бюджетном образователь ном учреждении высшего профессионального образования «Рыбинский госу дарственный авиационный технический университет имени П. А. Соловьева»

по адресу: 152934, г. Рыбинск, Ярославская область, ул. Пушкина, 53, ауд-Г237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке федерального государствен ного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рыбинский государственный авиационный технический универ ситет имени П. А. Соловьева».

Автореферат разослан 22 февраля 2012 года

Ученый секретарь диссертационного совета Каляева Надежда Анатольевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Конкурентоспособность и экономическая эффек тивность предприятия определяется не только увеличением его дохода, но и снижением расходов, в частности затрат на смену оснастки текстильных ма шин. Увеличение времени работы оснастки, или повышение ее качества, при водящее к снижению обрывности нити при технологических операциях, спо собны снизить себестоимость и поднять конкурентоспособность текстильного предприятия.

Примером технологической оснастки является нитепроводник, один из основных элементов прядильных и мотальных машин. Эта деталь должна обла дать высокой износостойкостью и поверхностью с низкой шероховатостью для уменьшения обрывностей нити. Повышенную износостойкость можно полу чить применением специальных сплавов и керамических материалов или тер мической обработкой сплавов на основе железа. Второй путь предпочтительнее ввиду низкой стоимости конструкционной стали и широким спектром возмож ных методов термообработки. Термическая обработка может быть осуществле на традиционным методом: объемной закалкой в печи или современными мето дами: индукционной, лазерной закалкой, азотированием в тлеющем разряде, электролитно-плазменной обработкой. У каждого метода есть свои преимуще ства и недостатки: при объемной закалке нагрев в печи без защитной среды приводит к образованию оксидной пленки и необходимости ее удаления из-за плохих эксплуатационных качеств в текстильных машинах;

индукционная и ла зерная закалка требуют дорогого оборудования и при обработке мелких и сред них партий деталей нерентабельны;

азотирование требует вакуумной камеры, этот процесс, как и лазерный нагрев, является дорогостоящим;

электролитный нагрев не требует дорогостоящего оборудования, но является малоизученным процессом. Катодная электролитная обработка приводит к повышению износо стойкости, но и к росту шероховатости. Анодный электролитный нагрев (АЭН) имеет ряд преимуществ: более точное управление температурой, отсутствие опасности перегрева и разрушения детали, снижение шероховатости поверхно сти после обработки. Применение анодной электрохимико-термической обра ботки для повышения ресурса изделий, контактирующих с нитью, представля ется перспективным, но требует решения проблем подбора электролита и ре жимов нагрева для обработки.

Настоящая работа выполнялась в рамках проекта "Механизм образования оксидного слоя и его влияние на электрохимико-термическую обработку ме таллов и сплавов" (грант РФФИ 09-08-99069-р_офи).

Цель диссертационной работы: разработка технологии анодной обра ботки стальных нитепроводников для улучшения их эксплуатационных свойств, в частности уменьшения шероховатости с целью снижения обрывно сти нитей и повышение износостойкости (времени эксплуатации).

Для реализации данной цели необходимо решить следующие задачи:

– установить режимы термообработки на основе зависимостей вольтамперных и вольт-температурных характеристик от состава электролита;

– изучить закономерности теплообмена в анодной парогазовой оболочке при нагреве детали в условиях принудительной циркуляции электролита;

– изучить закономерности изменения массы деталей в зависимости от состава электролита и режима обработки вследствие ее растворения и образования ок сидного слоя;

–- исследовать свойства оксидного слоя, образующегося при электролитном на греве;

– исследовать изменение состава электролита в процессе его эксплуатации, и разработать технологические рекомендации по его использованию;

– разработать технологический процесс скоростной обработки нитепроводни ков мотальных машин типов РВК и ММ.

Методы исследований: экспериментальные данные получены на опыт но-промышленных и специально созданных лабораторных установках с помо щью стандартных и современных методик металлографического анализа (мик роскопы METAM PB-21, растровый электронный микроскоп Axiostar plus Zeiss, сканирующий электронный микроскоп JSM–5610 LV, микротвердомер ПМТ-3), химического анализа, а также измерением механических, энергетических, гид родинамических и физико-химических параметров процесса анодного нагрева.

Достоверность полученных результатов и обоснованность выводов обеспечивается независимыми методами анализа составов электролитов, со временными методами анализа фазового состава и структуры модифицирован ных сталей, статистической обработкой экспериментальных данных, коррект ным применением положений теорий анодного нагрева, и подтверждается со ответствием полученных результатов ранее опубликованным данным, а также положительным результатом практической реализации результатов исследова ния.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Закономерности влияния состава электролита и напряжения на темпе ратуру нагрева обрабатываемой цилиндрической детали и изменение ее массы, позволяющие прогнозировать изменение геометрии детали в ходе обработки.

2. Закономерности образования оксидного слоя на поверхности стальной детали, его электрохимическое поведение.

3. Технологический процесс скоростного упрочнения нитепроводников для мотальных машин, позволяющий повысить твёрдость рабочих поверхно стей до 6,30,3 ГПа и снизить обрывность нитей 1,5–2 раза.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Обнаружено критическое напряжение нагрева стальных образцов, при котором наблюдается смена падающей вольтамперной характеристики на воз растающую, сопровождающаяся падением температуры нагреваемой детали и объясняемая изменением характера электрической проводимости парогазовой оболочки, предположительно, за счет появления разрядов и возможного раз брызгивания электролита.

2. Установлено, что повышение концентрации хлорида или нитрата ам мония в водных электролитах приводит к уменьшению силы тока и увеличению теплового потока в нагреваемую деталь за счет перераспределения энергии в системе. Параллельно с этим наблюдается снижение теплового потока в элек тролит и смещение точек минимального тока и максимальной температуры в область более низких напряжений. Указанные явления объясняются изменени ем эмиссионной способности электролита при более высоких концентрациях компонентов, обеспечивающих электропроводность системы.

3. Показано, что изменение массы детали при обработке в условиях элек тролитного нагрева является следствием процессов электрохимического рас творения и образования оксидного слоя по механизму высокотемпературной газовой коррозии. Выявлен вклад каждого процесса в общее изменение массы анода. Обнаружено, что интенсивность растворения в растворе хлорида аммо ния растет с увеличением концентрации раствора и температуры нагрева. Ско рость растворения в растворе нитрата аммония невелика, в этом электролите преобладает процесс высокотемпературного окисления.

4. Показана возможность существенного торможения роста оксидного слоя добавлением к раствору хлорида аммония глицерина в количестве 50 мл/л при сопутствующем повышении скорости анодного растворения. Дальнейшее увеличение содержания глицерина до 150 мл/л полностью подавляет процесс оксидирования.

5. Определены режимы оксидирования стали 45 в растворе ацетата аммо ния (22020 В, 90050 С, 1–3 мин), позволяющие на порядок снизить скорость коррозии стали: от 8,4 г/(м2сут) до 0,7 г/(м2сут) в среде хлорида натрия.

Практическая полезность работы состоит в следующем:

1. Разработан технологический процесс анодной термической обработки, позволяющий повысить ресурс нитепроводников мотальных машин и снизить обрывность нитей в 1,5–2 раза. Партия изделий прошла промышленную апро бацию на фабрике №3 Оршанского льнокомбината и внедрена в производство.

2. Предложена методика диагностики состава электролита путем контро ля его оптической плотности и средства повышения его долговечности. Уста новлено влияние концентраций хлорида, нитрата, сульфата и ацетата аммония на температуру нагрева стальных изделий, что позволяет обосновать рекомен дации по выбору составов рабочих электролитов.

3. Выявлены закономерности изменения массы образцов при анодной об работке в водных электролитах, что позволяет давать рекомендации по изго товлению деталей с необходимыми припусками.

Реализация результатов. По предложенным технологическим рекомен дациям обработана партия нитепроводников, которые успешно прошли опыт но-производственные испытания на фабрике №3 Оршанского льнокомбината (Беларусь) и внедрены в производство.

Апробация работы. Основные материалы диссертации обсуждались и докладывались на 4-й и, 6-й Всероссийских с международным участием науч но-технических конференциях «Быстрозакаленные материалы и покрытия»

(Москва, 2005, 2007), II Международной научно-технической конференции «Электрохимические и электролитно-плазменные методы модификации метал лических поверхностей» (Кострома, 2007), Российской научно-технической конференции «Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве» (Рыбинск 2007), 1-й и 3-й Международной научной конференции «Современные методы в теоретиче ской и экспериментальной электрохимии» (Плес, 2008, 2011), International Con ference dedicated to the 50th anniversary from the foundation of the Institute of the Chemistry of the Academy of Sciences of Moldova (Кишинев, 2009), I Междуна родной научно-технической конференции «Энергетические установки: тепло массообмен и процессы горения» (Рыбинск, 2009), II Всероссийской молодеж ной школе-конференции «современные проблемы металловедения» (Абхазия, 2011).

Публикации. По результатам научно-исследовательской работы опубли ковано 14 печатных работ (4 статьи и 10 тезисов научно-технических конфе ренций).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, глав, заключения, списка использованных источников (69 наименований), при ложения, содержит 126 страницу, 60 рисунков и 12 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, представ лена цель и задачи исследования, изложены основные положения и результаты, выносимые на защиту и определяющие научную новизну и практическую зна чимость работы.

В первой главе приводится литературный обзор, посвященный вопросам электролитного нагрева.

Электрохимико-термическая обработка металлов и сплавов в водных электролитах (в англоязычной литературе эти процессы объединяются названи ем «plasma electrolysis for surface engineering») привлекает широкое внимание исследователей новыми технологическими возможностями. Исследователями США, Великобритании, Китая, Японии, Ирана, России, Украины и других стран установлены режимы и составы электролитов для проведения катодных и анодных процессов цементации, азотирования, нитроцементации, борирования, импульсной закалки и других технологий. Показана возможность получения наноразмерных зерен карбида алюминия, нанокристаллических структур при нитроцементации нержавеющей стали, нанокристаллических боридов титана и других перспективных соединений. Все катодные процессы модификации со провождаются интенсивными электрическими разрядами с неизбежным ухуд шением шероховатости поверхности изделия. Анодные процессы термической или химико-термической обработки приводят к улучшению шероховатости по верхности за счет анодного растворения, но сопровождаются неизбежным об разованием оксидного слоя. Этот слой, заметно влияющий на процессы раство рения и диффузионного насыщения, образуется в анодной парогазовой оболоч ке, существование которой определяет всю специфику явления нагрева элек трода в водных электролитах.

Рассмотрены основы анодного электролитного нагрева, особенности воз никновения и устойчивости парогазовой оболочки. Установлено, что парогазо вая оболочка является основным тепловыделяющим элементом системы, и ра зогрев обрабатываемой детали–анода обусловливается прохождением через нее тока.

Изучены основные факторы, определяющие параметры анодного нагрева, рассмотрены методики, позволяющие определять тепловые потоки, действую щие в системе электролит–оболочка–анод.

Проведен анализ процессов, связанных с переносом вещества и заряда из электролита через парогазовую оболочку на анод, приводящих к протеканию соответствующих электрохимических реакций. Эти реакции оказывают влия ние на изменение массы анода, вследствие растворения материала анода и об разования на его поверхности оксидного слоя.

Рассмотрены возможности повышения коррозионной стойкости изделий на примере нитрозакалки в двухкомпонентных водных растворах аммонийных солей и аммиака. Показано, что значительными защитными свойствами облада ет не только азотированный слой, но и оксиды на поверхности изделий.

Анализ состояния вопроса показал, что в настоящее время отсутствует физическая модель для определения электролитов и режимов обработки. Для конкретной практической задачи режимы обработки и составы электролитов подбираются опытным путем. Также недостаточно изучены свойства оксидного слоя, образующегося при нагреве в водных электролитах, и изменение состава электролитов в процессе их эксплуатации. На основании проведенного анализа сформулированы цель и основные задачи исследования данной работы.

Во второй главе представлены описание используемой в эксперименте установки и критерии выбора составов электролита;

описаны методики их хи мического анализа, а также методы изучения структуры, фазового состава и механических свойств материалов после обработки.

В третьей главе рассмотрено влияние состава и свойств электролита на характеристики анодного электролитного нагрева.

Показано, что для всех электролитов существует критическое напряже ние, которому соответствует минимальная сила тока в ячейке и максимальная температура анода (рис. 1, 2). Превышение критического напряжения приводит к увеличению силы тока и снижению температуры образца вплоть до 100 °С.

Выявлено, что увеличение концентрации электропроводящего компонента при водит к снижению силы тока и смещению точек минимального тока и макси мальной температуры в область низких напряжений.

Изучены тепловые потоки в системе «анод–парогазовая оболочка– электролит», определяющие температуру анода. Получены зависимости тепло вых потоков в парогазовой оболочке от режимов нагрева и от состава раствора для электролитов на основе нитрата и хлорида аммония. Показано, что поток тепла, поступающего в анод, находится в прямой зависимости от напряжения обработки и концентрации электропроводящего компонента раствора. Потоки в электролит и в атмосферу с увеличение концентрации раствора снижаются.

Обнаружено, что поток в атмосферу, в отличие от потоков в анод и электролит, при увеличении напряжения на ячейке уменьшается.

Потоки тепла из оболочки в анод и в электролит не зависят от выбора электропроводящего компонента хлорида или нитрата аммония и могут счи таться равными при одинаковой концентрации растворов. Однако разность вводимой в систему мощности и тепла, отводимого в анод и электролит, зави сит от состава электролита.

Изучены закономерности изменения массы анода при нагреве в водных электролитах на основе хлорида и нитрата аммония. Показано, что концентра ция углерода в нелегированных сталях различных марок на процессы окисле ния и растворения не влияет. Установлено, что повышение концентрации хло рида аммония в электролите приводит к увеличению убыли массы анода, при этом увеличивается вклад процесса растворения и уменьшается оксидообразо вание на поверхности. Увеличение температуры обработки приводит к усиле нию, как процесса растворения, так и оксидообразования, что приводит к уве личению общей убыли массы. Убыль массы анода вследствие растворения мо жет быть описана линей ной зависимостью вида mр= kCt, где C – концентрация хлорида аммония в моль/л, t – время, k– температур ный коэффициент, в част ности для цилиндрического анода диаметром 12 и вы сотой 14 мм при темпера туре 800 °С он равен Рис. 1. Вольтамперная характеристика процесса нагрева 7,34 мг/(моль °С). Таким в растворе хлорида аммония разных концентраций: 1 - 1 образом, можно утвер моль/л, 2 - 2 моль/л, 3 - 3 моль/л.

ждать, что общее измене ние массы анода при обра ботке в растворах хлорида аммония зависит от темпе ратуры анода, концентра ции электролита и времени обработки.

Изменения массы анода при его обработке в водных растворах нитрата Рис. 2. Вольт-температурная характеристика процесса аммония можно описать нагрева в растворе хлорида аммония разных концентраций: 1 - 1 моль/л, 2 - 2 моль/л, 3 - 3 моль/л.

процессом оксидообразования путем высокотемпературной коррозии, пренеб регая процессом растворения. Данный вывод можно сделать на основании ли нейной зависимости квадрата убыли массы анода от времени, а также линейной зависимости логарифма отношения квадрата убыли массы ко времени от аргу мента 1/T, где T – температура анода. Энергия активации составила кДж/моль.

Добавление в электролит на основе хлорида аммония глицерина до кон центрации 50 мл/л приводит к резкому увеличению растворения железа при значительном уменьшении массы образующего оксидного слоя. Дальнейшее увеличение концентрации глицерина вызывает уменьшение изменения массы анода, обусловленное процессами растворения и оксидирования. При концен трации глицерина 150 мл/л масса растворенного железа равна изменению мас сы анода при нагреве без глицерина, в то же время изменение массы, опреде ляемое процессом оксидирования, сводится практически к нулю.

Четвертая глава посвящена свойствам оксидного слоя образующегося при обработке деталей в условиях анодного электролитного нагрева. Изучена морфология поверхности оксидной пленки при охлаждении на воздухе: показа но, что однородный оксидный слой, лишенный трещин и крупных пор, образу ется при нагреве в электролитах на основе ацетата аммония (рис. 3).

Исследовано электрохимическое поведение стали 45, оксидированной в водных растворах ацетата аммония. Установлены режимы обработки стали (на пряжение 200–240 В, температура 900 50 С, продолжительность 1–3 мин), позволяющие снизить скорость коррозии стали в 5 %-ном растворе хлорида на трия с 8,4 г/(м2сут) до 0,7 г/(м2сут).

Выявлено влияние оксидного слоя, образующегося при обработке, на це ментацию анода при электролитном нагреве в водных растворах аммонийных солей с добавлением глицерина: подтверждено, что оксидный слой тормозит цементацию. В частности, после 10-минутной обработки в двумолярном рас творе нитрата аммония с глицерином при температуре 900±20°С образуется ок сидный слой толщиной 240–250 мкм и цементованный слой – 70±10 мкм, при тех же режимах обработки в хлорид-глицериновом электролите толщина це ментованного слоя составила 150±10 мкм, оксидного – 60-70 мкм.

В пятой главе приводится обоснование выбора электролита для терми ческой обработки оснастки текстильных машин на примере стального нитепро водника мотальных машин, результаты изучения изменения состава рабочего Рис 3. Морфология поверхности образца стали 20 после нагревания при 900 С в разных элек тролитах: а - хлорид аммония, б - нитрат аммония, в- сульфат аммония, г- ацетат аммония.

Время обработки 10 минут, охлаждение на воздухе.

электролита при его эксплуатации, предложены технологические рекомендации по использованию электролита, а так же описание технологии упрочнения ни тепроводников.

Рекомендован электролит для обработки стальных нитепроводников сле дующего состава: 5 % хлорида аммония и 5 % глицерина. Для обработки круп ных партий при совмещении операций зачистки деталей от окалины и термооб работки предлагается применять электролит с увеличенной до 15 % концентра цией хлорида аммония.

Исследование химических и электрохимических процессов при анодной обработке в хлорид-глицериновом электролите, определяющих реализацию АЭН и выработку электролита позволило установить ряд закономерностей. Не значительная убыль хлорид ионов – основного переносчика заряда, связана с их удалением из парогазовой оболочки, в то время как ионы аммония интенсивно испаряются как из оболочки, так и с поверхности электролита. Накопление рас творимой и нерастворимой форм железа (III) в растворе при растворении анода, удаление из него ионов хлора и аммония – компонентов, обеспечивающих электропроводность, а также изменение рН среды раствора являются взаимоза висимыми процессами. Это определяет комплексное влияние химических про цессов на анодный процесс.

Показана возможность контроля изменения состава электролита измере нием его электропроводности или оптической плотности. Рекомендуется осу ществлять фильтрацию растворов в процессе его эксплуатации, это позволяет снизить насыщение электролита нерастворимым гидроксидом железа (III) и стабилизировать температуру обработки.

Предложен технологический процесс скоростного упрочнения нитепро водников для мотальных машин в хлорид-глицериновом электролите, позво ляющий повысить твёрдость рабочих поверхностей до 64±1 HRC, при ее мик Rmax ротвердости 6,30,3 ГПа. Параметр шероховатости снизился с 0,62±0,02 мкм до 0,22±0,02 мкм. Нитепроводники, упрочненные по разработан ной методике, прошли опытно-производственные испытания на фабрике № Оршанского льнокомбината (Беларусь) и были внедрены в производство, при этом обрывность нитей в процессе эксплуатации нитепроводников была сни жена 1,5–2 раза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В процессе выполнения диссертационной работы получены новые сведе ния о механизмах анодного электролитного нагрева в водных растворах, о про цессах, приводящих к изменению массы и геометрии анода, разработаны реко мендации по использованию рабочих электролитов. Полученные результаты можно представить следующими выводами.

1. Разработан технологический процесс термической обработки нитепро водников из среднеуглеродистых сталей, позволяющий увеличить их ресурс, повысить твердость до 6,30,3 ГПа и снизить обрывность нитей в 1,5– 2 раза.

Определены состав электролита (5–15 % хлорида аммония и 5 % глицерина) и режимы обработки (нагрев при 180 В в течение 5 мин, дополнительный нагрев при 250 В в течение 10 с и закалка в том же электролите). Изучена динамика выработки электролита, подтверждена возможность контроля его состава путем измерения его оптической плотности, рекомендована фильтрация раствора для удаления гидроокиси железа.

2. Установлены режимы оксидирования стали 45 в водном электролите на основе ацетата аммония (напряжение 200–240 В, температура 90050 С, про должительность 1–3 мин), позволяющие снизить на порядок скорость коррозии стали в 5 %-ном растворе хлорида натрия. Получаемое покрытие характеризу ется наибольшей однородностью, минимальными порами и потенциалом 0,3 В по отношению к платиновому электроду.

3. Показано, что оксидный слой на стальных образцах после их нагрева ния в водных электролитах образуется путем высокотемпературного окисления, зависящего от температуры нагрева, и за счет анодного окисления, на которое влияет концентрация анионов электролита. Кроме того, с повышением концен трации хлорида аммония усиливается анодное растворение стальных изделий и уменьшается толщина оксидного слоя. Определена энергия активации окисле ния железа, равная 17815 кДж/моль, близкая к энергии активации железа в па рах воды и диоксида углерода. Показана возможность значительного увеличе ния скорости растворения железа добавлением в электролит глицерина при су щественном уменьшении массы оксидного слоя.

4. Обнаружено существование критического напряжения, соответствую щего минимальному току и максимальной температуре нагрева стальных об разцов в водных растворах соляной, азотной, серной кислот и аммонийных со лей. Экстремальные точки вольтамперных и вольт-температурных характери стик связаны с изменением характера проводимости парогазовой оболочки, предположительно, с появлением электрических разрядов.

5. Установлено, что повышение концентрации электролитов на основе хлорида и нитрата аммония приводит к снижению тока в системе и увеличению теплового потока в деталь-анод, что связано с перераспределением тепловых потоков из оболочки и может быть объяснено изменением эмиссионной спо собности электролита.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1 Жиров, А.В. Оксидирование стали 45 при анодном электролитном на греве [Текст]. – Быстрозакаленные материалы и покрытия: труды 4-й Всерос сийской с международным участием научно-технической конференции: тез.

докл. – М.: МАТИ, 2005. – С. 132–135.

2 Жиров, А.В. Диагностика работоспособности электролита путем измене ния его оптических характеристик в процессе эксплуатации [Текст] / А.В. Жи ров, С.А. Кусманов, Л.В. Грязнова, В.А. Новикова // Материалы II Междуна родной научно-технической конференции «Электрохимические и электролит но-плазменные методы модификации металлических поверхностей». Кострома:

КГУ им. Н.А. Некрасова;

М.: ИЦ «МАТИ»–РГТУ им. К.Э. Циолковского, 2007.

– С. 218–222.

3 Жиров, А.В. Влияние изменения состава электролита на характеристики цементации [Текст] / А.В. Жиров, И.Г. Дьяков // Материалы Российской науч но-технической конференции «Новые материалы, прогрессивные технологиче ские процессы и управление качеством в заготовительном производстве». Ры бинск: РГАТА, 2007.–Т.2.–С. 138–143.

4 Жиров, А.В. Закономерности растворения анода при электролитной хи мико-термической обработке [Текст] / А.В. Жиров, С.Ю. Шадрин // Тезисы док ладов I Международной научной конференции «Современные методы в теоре тической и экспериментальной электрохимии». Иваново: изд-во ИГХТУ, 2008.

– С. 37.

5 Zhirov, A.V. Influence of anodic electrothermochemical oxidation on the cor rosion stability of steel 45 [Текст] / E.P. Grishina, A.V. Zhirov, P.N. Belkin, A.I. Di kusar // Surf. Eng. Appl. Electrochem. – 2008. – v. 44. – N 5. – P. 390–395.

6 Жиров, А.В. Определение теплового потока в деталь при анодном элек тролитном нагреве [Текст] / А.В. Жиров, С.Ю. Шадрин // Энергетические уста новки: тепломассообмен и процессы горения: Материалы I Международной на учно-технической конференции. – Рыбинск, РГАТА, 2009. – С. 12–16.

7 Zhirov, A.V. Dissolution and oxidation of carbon steel at the anodic heating in aqueous electrolyte [Текст] / P.N. Belkin, A.V. Zhirov, I.G. Dyakov // Book of the abstracts of the International Conference dedicated to the 50th anniversary from the foundation of the Institute of the Chemistry of the Academy of Sciences of Moldova.

Chisinau: S. n., 2009 (Tipogr. ASM). – P. 8 Жиров, А.В. Влияние составов рабочих электролитов на характеристики анодной цементации [Текст] / П.Н. Белкин, И.Г. Дьяков, А.В. Жиров, С.А. Кус манов, Т.Л. Мухачева // Физикохимия поверхности и защита материалов. – 2010. – Т. 46. – № 6. – С. 645–650.

9 Жиров, А.В. Растворение и окисление углеродистых сталей при анодном нагреве в водных электролитах [Текст] / А.В. Жиров, И.Г. Дьяков, П.Н. Белкин // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2010.

– том 53. – вып. 2. – С. 89–93.

10 Жиров, А.В. Экспериментальное определение теплового баланса при анодном электролитном нагреве [Текст] / А.В. Жиров, С.Ю. Шадрин // Элек трохимические и электролитно-плазменные методы модификации металличе ских поверхностей: мат. III Международной научно-технической конференции.

– Кострома: КГУ им. Н.А. Некрасова, 2010. – С. 240–242.

11 Жиров, А.В. Анодная модификация нитепроводников мотальных машин [Текст] / А.В. Жиров, В.В. Данилов, В.Г. Выскварко, П.Н. Белкин // Тезисы докладов III Международной научной конференции «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии». Иваново: изд-во ИГХТУ, 2011. – С. 17.

12 Жиров, А.В. Влияние оксидного слоя на характеристики анодной цемен тации малоуглеродистых сталей [Текст] / С.А. Кусманов, А.В. Жиров, И.Г. Дья ков, П.Н. Белкин // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2011. № 4 (76). – С. 15–21.

Зав. РИО М. А. Салкова Подписано в печать 22.02.2012.

Формат 6084 1/16. Уч.-изд.л. 1. Тираж 100. Заказ 74.

Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П. А. Соловьева (РГАТУ имени П. А. Соловьева) Адрес редакции: 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, Отпечатано в множительной лаборатории РГАТУ имени П. А. Соловьева 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина,

 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.