Шимко О. І. Вдосконалення режимів алітування для забезпечення високої жаростійкості виробів із вуглецевих сталей.

Об'єкт дослідження - процес алітування низько вуглецевих сталей у порошкових сумішах. Мета - вдосконалення режимів алітування вуглецевої сталі за рахунок вивчення процесів структуроутворення в поверхневих шарах виробів, що алітуються, і розробці на цій основі ресурсозберігаючої технології виробництва технологічного оснащення (контейнерів, ящиків) ХТО, які володіють високою експлуатаційною довговічністю. Методи - поставлені в роботі задачі вирішені шляхом дослідження мікроструктури і фазового складу алітованих шарів із застосуванням металографічних методів теплового та хімічного травлення, методу вимірювання мікротвердості, методу рентгеноструктурного аналізу; жаростійкість оцінювали за методом зміни маси зразків; оптимізацію режимів алітування проводили з використанням симплексного мате-матичного планування експерименту. Новизна - показано, що фаза Fe3Al виділяється у вигляді голок і сітки з пересиченого твердого розчину алюмінію в Fe протягом охолодження після алітування, а фаза Fe2Al5 утворюєтьсяв процесі алітування лише при безпосередньому контакті поверхні металу із насичуючою порошковою сумішшю; встановлено, що в результаті термоциклювання в окремих місцях на межі шарів FeAl і FeAl2, у зв'язку з відмінностями в коефіцієнтах лінійного розширення фаз, зароджуються тріщини, які розповсюджу-ються до поверхні через крихкі фази FeAl2 і Fe2Al5; показано, що термоциклювання приводить до розсмоктування шару фази Fe2Al5 та істотного збільшення глибини залягання фази FeAl, яка має щільну будову чим запобігає надходженню атмосферного кисню до внутрішніх шарів металу, що підвищує його жаростійкість; встановлено, що режим алітування листів, призначених для зварювання, повинен передбачати формування в алітованому шарі фази Fe2Al5, розчинення якої забезпечить необхідне насичення металу шва алюмінієм і його високу жаростійкість; встановлено, що мінімальне викривлення алітованих листів з низько вуглецевої нелегованої сталі досягається при двосторонньому насиченні та рівно товщинності (з обох боків) алітованого шаруз формуванням повністю евтектоїдної структури в неалітованій осьовій зоні листу. Результати - запропоновано використовувати електродугове зварювання в окислювальній атмосфері при виготовленні контейнерів ХТО із заздалегідь алітованих листів низько вуглецевої сталі, а також при "латочному" ремонті реторт із сталі Х25Н20С2 алітованими листами; розроблений технологічний процес виготовлення контейнерів ХТО з листової вуглецевої сталі з 0,10-0,15 % С товщиною 2,5-3 мм, включає двохстороннє подвійне алітування листів в порошковій суміші при 950 оС, їх гибку і подальше електродугове зварювання на повітрі; запропоновані технологічні рішення впроваджені у виробництво на підприємстві ВАТ "НВП Оснащення" і використовуються при виготовленні контейнерів та ящиків для насичення бором і цементації, а також при ремонті та захисті реторт цементаційних печей Ц-105. Ре-альний економічний ефект від впровадження технологічних рішень складає більше 100 тис. гривен.