Наводороживание стали

Таблица 1.2

Изменение содержания водорода в стали с течением времени

В настоящее время намечаются новые направления снижения наводороживания стали при хромировании: применение барьерных слоев и покрытие сплавами хрома.

Выраженными барьерными свойствами обладает хромовое покрытие, особенно блестящее. Это послужило основой для предложения использовать в качестве барьерного подслоя покрытие толщиной около 30 мкм, обезводороживанное термообработкой. Более подробно исследован никель в качестве барьерного слоя.

Показано, что уже слой никеля толщиной 3 мкм уменьшает максимальный поток водорода через мембрану из железа Армко в пять раз. Высокими барьерными свойствами обладает медь. В исследовательской работе Т. М. Овчинниковой было показано, что подслой меди толщиной 9 мкм полностью предохраняет основной металл (сталь) от наводороживания при хромировании (слой 60 мкм). С этим подслоем механические свойства основного металла после хромирования не изменились.

Перспективным направлением по борьбе с наводороживанием является применение сплава хрома с титаном. Покрытий сплавом хрома с титаном по антифрикционным свойствам подобно хрому, но отличается от хрома резким уменьшением наводороживания стали [24].

Для нашей работы мы выбрали образцы стали У10А. Она может использоваться:

· Для игольной проволоки.

· Для изготовления инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки. Для обработки дерева: ручных поперечных и столярных пил, машинных столярных пил, спиральных сверл.

· Для штампов холодной штамповки (вытяжных, высадочных, обрезных и вырубных) небольших размеров и без резких переходов по сечению.

· Для калибров простой формы и пониженных классов точности.

· Для накатных роликов, напильников, слесарных шаберов и др.

· Для напильников, шаберов.

· Для холоднокатаной термообработанной ленты толщиной от 2,5 до 0,02 мм, предназначенной для изготовления плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной конфигурации, клапанов, щупов, берд, ламелей ножей, конструкционных мелких деталей, в том числе для часов, и т.д. [25].

Влияние небольших количеств ПАВ на процесс электроосаждения металлов обусловлено главным образом адсорбцией их на поверхности катода [26, 27].

Считается, что органические соединения распадаются в растворе на сложные частицы, которые обладают тем или иным зарядом. Частицы, имеющие положительный заряд, адсорбируются поверхностью катода и образуют строго ориентированный адсорбционный слой, препятствующий прохождению ионов металла к электроду. Это ведет к катодной поляризации.

И.А. Розенфельд считает, что при наличии электронного взаимодействия между органическим веществом и поверхностью металла адсорбция возможна не только при положительных, но и при отрицательных зарядах поверхности, ведь при химической адсорбции электростатическое взаимодействие играет не главную роль [28].

К уже известным ингибиторам наводораживания при хромировании можно отнести полиэтиленгликоль, пиридин, хинальдин и ванилин. Последний особенно хорошо зарекомендовал себя, повысив усталостные характеристики стали 30ХГСА при знакопеременном деформировании с симметричным циклом и доведя их практически до значений у образца без покрытия. Кроме того, добавление ванилина в электролит хромирования повысило долговечность сталей 40Г2 и 40Х при статических нагрузках [26].

Кроме того проводилась разработка и других ингибиторов наводороживания и блескообразователей, однако эти работы были проведены более 30 лет назад. [1, с. 258] В настоящее время, основное внимание уделяется вопросам повышения качества покрытий, получаемых из трехвалентного хрома, в чем можно убедиться по обилию работ в этом направлении. Некоторые из них уже были перечислены в разделе 1.1.4 этой работы.

Основная проблема применения ингибиторов наводороживания связана с высокой агрессивностью электролита хромирования, что вызывает потребность в стойких к окислению поверхностно-активных органических веществах.