blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2014-9-56-62blackmet-406Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИMATERIAL SCIENCE AND NANOTECHNOLOGIESДИФФУЗИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ ТИТАНА И АЛЮМИНИЯ С УЧАСТИЕМ БАРЬЕРНОГО СЛОЯ ТiN НА СТАЛИ 12Х18Н10ТDIFFUSION COATINGS OF TITANIUM AND ALUMINUM BARRIER LAYER INVOLVING TIN ON STEEL 12CR18NI10TIХижнякВ. Г.KhizhnyakV. G.

д.т.н., профессор кафедры металловедения и термической обработки

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Material Science and Heat treatment”

АршукМ. В.ArshukM. V.

ассистент кафедры металловедения и термической обработки

Assistant of the Chair “Material Science and Heat treatment”

marina351@rambler.ruДацюкО. Э.DatsyukO. E.

аспирант

Postgraduate

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт»(03056, Украина, г . Киев, пр. Победы, 37)УкраинаKiev Polytechnic Institute (37, pr. Pobedy, Kiev, 03056, Ukraine)Ukraine2014280320155795662Copyright © Хижняк В.Г., Аршук М.В., Дацюк О.Э., 20152015Хижняк В.Г., Аршук М.В., Дацюк О.Э.Khizhnyak V.G., Arshuk M.V., Datsyuk O.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/406

Исследованы фазовый и химический составы, структура и микротвердость диффузионных покрытий, содержащих титан и алюминий, на образцах из стали 12Х18Н10Т. В зависимости от вида обработки на стали образуются многослойные покрытия на основе карбида и нитрида титана, интерметаллидов и оксидов титана, алюминия, никеля, хрома, железа, а также твердых растворов титана и алюминия в аустените. Установлено, что при химико-термической обработке слой нитрида титана выполняет функцию барьера, замедляющего диффузию алюминия и титана в основу, а компонентов основы – в покрытие. 

Phase and chemical compositions, structures and microhardness of diffusion coatings, containing titanium and aluminium, were studied on samples of steel 12Cr18Ni10Ti. Depending on the type of treatment the multilayer coatings on titanium carbide and nitrite base, intermetallics and oxides of titanium, aluminium, nickel, chromium, iron, as well as solid solutions of titanium and aluminium in austenite are formed in steel. It was found that during chemical-thermal treatment the titanium nitrite layer has a function of a barrier, delaying the aluminium and titanium diffusion into a base and the base components – into a coating. 

сталь 12Х18Н10Тпокрытияазотированиетитаноалитированиеазототитаноалитированиенитрид титанакарбид титанабарьерный слойsteel 12Cr18Ni10Ticoatingnitridingtitanium alitizingnitrogen-titanium alitizingtitanium nitridetitanium carbidebarrier layerReferencesХимушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы.− М.: Металлургия, 1969. – 749 с.Khimushin F.F. Zharoprochnye stali i splavy [Heat-resistant steels and alloys]. Moscow: Metallurgiya, 1969. 749 p. (In Russ.).Приймак Е.Ю., Грызунов В.И., Грызунова Т.И. Кинетика газовой коррозии аустенитной стали 12Х18Н10Т. // Материаловедение и термическая обработка металлов. 2009. № 9. С. 21 – 24.Priimak E.Yu., Gryzunov V.I., Gryzunova T.I. Kinetics of gas corrosion of austenitic steel 12Kh18N10T. Metal Science and Heat Treatment. 2009, no. 9–10 (51), pp. 429–432.Коломыцев П.Т. Жаростойкие диффузионные покрытия − М.: Металлургия, 1979. – 272 с.Kolomytsev P.T. Zharostoikie diffuzionnye pokrytiya [Heat-resistant diffusion coatings]. Moscow: Metallurgiya. 1979. 272 p. (In Russ.).Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Справочник / Г.В. Борисенок, Л.А. Васильев, Л.Г. Ворошнин и др. − М.: Металлургия, 1981. – 424 с.Borisenok G.V., Vasil’ev L.A., Voroshnin L.G. etc. Khimiko-termicheskaya obrabotka metallov i splavov. Spravochnik [Chemical heat-treatment of metals and alloys. Handbook]. Moscow: Metal-lurgiya, 1981. 424 p. (In Russ.).Голованов А.В., Радюк А.Г., Славов В.И. и др. Структура и фазовый состав поверхностного слоя на сталях после алитирования. // Материаловедение и термическая обработка металлов. 2008. № 6. С. 42 – 45.Golovanov A.V., Radyuk A.G., Slavov V.I., Baranov V.P., Titlyanov A.E., Kul’mamet’eva Yu.V. Structure and phase composition of the surface layer on steel after alitization. MITOM = Metal Science and Heat Treatment. 2008, no. 5–6 (50), pp. 300–302.Хижняк В.Г., Аршук М.В., Лесечко Д.В., Лоскутова Т.В. Титаноалітування технічного заліза в закритому реакційному просторі в середовищі хлору. // Наукові вісті НТУУ «КПІ». 2009. № 4. С. 92 – 96.Khizhnyak V.G., Arshuk M.V., Lesechko D.V., Loskutova T.V. Naukovі vіstі NTUU “KPІ”. 2009, no. 4, pp. 92–96. (In Ukr.).Кайдаш Н.Г., Частоколенко П.П., Частоколенко Л.Н. и др. Повышение окалиностойкости сталей путем химико−термической обработки. − В сб.: Жаростойкие покрытия для защиты конструкционных материалов. – Л.: Наука, 1977. С. 195 – 199.Kaidash N.G., Chastokolenko P.P., Chastokolenko L.N., Lutsenko P.I., Semenenko I.A. Povyshenie okalinostoikosti stalei putem khimiko-termicheskoi obrabotki. In: Zharostoikie pokrytiya dlya zashchity konstruktsionnykh materialov [Increase scale resistance of steels by chemical and heat-treatment. In: Heat-resistant coatings for protection of structural materials]. Leningrad: Nauka. 1977. pp. 195–199. (In Russ.).Лоскутов В.Ф., Хижняк В.Г., Куницкий Ю.А. Диффузионные карбидные покрытия. − К.: Техника, 1991. – 168 с.Loskutov V.F., Khizhnyak V.G., Kunitskii Yu.A. Diffuzionnye karbidnye pokrytiya [Diffusion carbide coatings]. Kiev: Tekhnika. 1991. 168 p. (In Russ.).Верещака А.С., Третьяков И.П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями. − М.: Машиностроение, 1986. – 192 с.Vereshchaka A.S., Tret’yakov I.P. Rezhushchie instrumenty s iznosostoikimi pokrytiyami [Cutting tools with wear-resistant coatings]. Moscow: Mashinostroenie. 1986. 192 p. (In Russ.).Хижняк В.Г., Курило Н.А., Летвицька І.В., Сердитов О.Т. Азототитанування сталей і твердих сплавів. // Наукові вісті НТУУ «КПІ». 2008. № 6. С. 83 – 88.Khizhnyak V.G., Kurilo N.A., Letvits’ka І.V., Serditov O.T. Naukovі vіstі NTUU “KPІ”. 2008, no. 6, pp. 83–88. (In Ukr.).Аршук М.В., Курило Н.А., Хижняк В.Г. и др. Комплексні покриття за участю титану й алюмінію на сталі ШХ15. // Проблеми тертя та зношування. 2009. № 51. С. 123 – 131.Arshuk M.V., Kurilo N.A., Khizhnyak V.G., Loskutova T.V., Lesechko V.D. Problemi tertya ta znoshuvannya. 2009, no. 51, pp. 123–131. (In Ukr.).Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Рентгенографический и электроннооптический анализ: Учеб. пособие для студентов вузов. – М.: МИСИС, 1994. – 328 с.Gorelik S.S., Skakov Yu.A., Rastorgouev L.N. Rentgenografi cheskii i elektronnoopticheskii analiz [X-ray and electron-optical analysis]. Moscow: MISIS. 1994. 328 p. (In Russ.).Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников: ГОСТ 9450-76. [Чинний від 1976-01-09]. – М.: ИПК издательство стандартов, 1976. – 33 с.GOST 9450-76. Izmerenie mikrotverdosti vdavlivaniem almaznykh nakonechnikov [Measurement of microhardness by indentation diamond tips]. Moscow: PKI publishing standards. 1976. 33 p. (In Russ.).Глазов В.М., Вигдорович В.Н. Микротвердость металлов и полупроводников – М.: Металлургия, 1969. – 248 с.Glazov V.M., Vigdorovich V.N. Mikrotverdost’ metallov i poluprovodnikov [Microhardness of metals and semiconductors ]. Moscow: Metallurgy. 1969. 248 p. (In Russ.).Коломыцев П.Т. Газовая коррозия и прочность никелевых – М.: Металлургия, 1984. – 216 с.Kolomytsev P.T. Gazovaya korroziya i prochnost’ nikelevykh splavov [Gas corrosion resistance of nickel alloys]. Moscow: Metal-lurgy, 1984. 216 p. (In Russ.).Тот Л. Карбиды и нитриды переходных металлов. – М.: Мир, 1974. – 295 с.Toth Louis E. Transition Metal Carbides and Nitrides. New York, Academic Press, 1971, 279 p. (Russ.ed.: Toth L. Karbidy i nitridy perekhodnykh metallov. Moscow: Mir. 1974. 295 p.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.