Влияние режимов электролиза на субмикроструктуру электроосажденного железа

Цель. Исследовать влияние условий электроосаждения на субмикроструктуру осадков, полученных из сульфатно-хлоридного электролита.

Методы. Для исследований был принят электролит, содержащий 200 кг/м³ сернокислого железа и 50 – 

200 кг/м³ хлорида железа. Субмикроструктура оценивалась рентгенографически на дифрактометре Shimadzu XRD-6000. Размеры областей когерентного рассеяния и микроискажения определялись методом гармонического анализа формы линий. Плотность дислокаций оценивалась по формуле П. Б. Хирша. Результаты исследований показали, что с ростом катодной плотности тока от 5 до 25 А/дм² размер блоков мозаики уменьшается, а величина относительных микроискажений и плотность дислокаций увеличивается. Повышение температуры электролита от 293 до 343 К приводит к росту размеров блоков мозаики и к уменьшению плотности дислокаций и величины микроискажений электролитических осадков железа.

С увеличением pH раствора области когерентного рассеяния растут до определенного значения кислотности (pH), при этом микроискажения и плотность дислокаций уменьшаются. Затем при дальнейшем увеличении pH области когерентного рассеяния уменьшаются, а микроискажения и плотность дислокаций увеличиваются, то есть значения областей когерентного рассеяния, микроискажений и плотности дислокаций в зависимости от pH электролита проходят через экстремальные значения, которые получаются примерно при pH равном 1,5.

Заключение. Изучение влияния условий электроосаждения на субмикроструктуру получаемых осадков позволяет рекомендовать параметры катодной плотности тока, температуры электролита, а также показателя кислотности раствора для конкретных задач, связанных с повышением надежности и износостойкости восстановленных деталей машин.

1. Михайлицын С. В., Шекшеев М. А., Ярославцев А. В. Восстановление и упрочнение деталей машин. Магнитогорск: Магнитогорский гос. техн. ун-т им. Г. И. Носова, 2017. 179 с.

2. Повышение эффективности восстановления и упрочнения изношенных деталей машин из медных сплавов методом диффузионной металлизации / Ю. А. Шекихачев, В. И. Батыров, Ю. Ш. Джолабов, Т. Г. Озрокова // АгроЭкоИнфо. 2018. № 4 (34). С. 61.

3. Завистовский В. Э., Завистовский С. Э. Влияние компонентов покрытия на процесс взаимодействия микропор с трещинами при восстановлении деталей машин // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В. Промышленность. Прикладные науки. 2022. № 3. С. 91–94.

4. Астанин В. К., Сидоренков В. Л., Пухов Е. В. Анализ показателей восстановления деталей машин АПК // Механизация и автоматизация технологических процессов в сельскохозяйственном производстве: материалы национальной научно-практической конференции / ред. коллегия: В. И. Оробинский, В. Г. Козлов. Воронеж: Воронеж. гос. аграрный ун-т им. императора Петра I, 2020. С. 229–231.

5. Перспективные способы восстановления деталей машин / В. А. Севостьянов, Д. В. Третьяков, Д. А. Рожков, А. А. Борзунов, А. А. Татаринов, К. В. Пархоменко, С. С. Филонов // Молодой ученый. 2021. № 7 (349). С. 29–30.

6. Применение аддитивных технологий при восстановлении деталей машин / В. А. Шахов, П. Г. Учкин, И. М. Затин, Д. А. Сосницкий // Совершенствование инженерно-технического обеспечения производственных процессов и технологических систем: материалы национальной с международным участием научно-практической конференции, посвященной 70-летнему юбилею инженерного факультета ФГБОУ ВО «Оренбургский ГАУ». Оренбург: Агентство Пресса. 2021. С. 58–61.

7. Прохорова Е. И. Перспективы применения аморфных и нанокристаллических сплавов при восстановлении и упрочнении деталей машин // Научный журнал молодых ученых. 2018. № 1 (10). С. 59–63.

8. Азаров Я. А., Полехов И. Н., Тепляков К. С. Современные и перспективные методы восстановления и упрочнения деталей машин // Наука через призму времени. 2018. № 7 (16). С. 39–41.

9. Славутин Л. В., Башкарев А. Я. Технология восстановления деталей машин с применением аддитивных технологий // Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Неделя науки. Лучшие доклады: материалы научной конференции с международным участием. СПб.: Политех-Пресс. 2018. С. 118–122.

10. Вихарев М. Н., Юдин В. М., Веселовский Н. И. Восстановление деталей машин гальваническими цинковыми покрытиями // Технический сервис машин. 2020. № 4 (141). С. 140–147.

11. Вагизов Т. Н., Ахметзянов Р. Р. Особенности применения современных технологий для изготовления и восстановления деталей // Современное состояние и перспективы развития технической базы агропромышленного комплекса: научные труды Международной научно-практической конференции, посвященной памяти д.т.н., профессора П. Г. Мудрова. Казань: Казан. гос. аграрный ун-т, 2021. С. 236–242.

12. Руссин А. Ю., Бережная И. Ш. Восстановление деталей машин электромеханическим способом // Горинские чтения. Инновационные решения для АПК: материалы Международной студенческой научной конференции. Белгород: Белгород. гос. аграрный ун-т им. В. Я. Горина, 2021. С. 128.

13. Бакуменко А. В., Ткаченко Ю.С. Современные технологии восстановления деталей машин // Авиаперспектива: региональный сборник научных трудов. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2017. С. 200–204.

14. Горбушин П. А., Шишурин С. А. Способ восстановления и упрочнения деталей машин нанокомпозиционным железнением // Научная волна 2017: сборник статей Международной школы молодых ученых / Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова. Саратов: Амирит, 2017. С. 51–53.

15. Электроосаждение двухкомпонентных покрытий на основе железа / В. И. Серебровский, Р. И. Сафронов, В. В. Серебровский, Д. В. Колмыков // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2008. № 1. С. 36–39.

16. Гадалов В. Н., Серебровский В.И. Структура и физико-механические свойства сталей, сплавов и многофункциональных покрытий. Курск: Изд-во Курск. гос. с.-х. акад., 2003. 318 с.

17. Восстановление коленчатых валов пусковых двигателей электролитическим железнением на асимметричном токе / В. И. Серебровский, А. В. Серебровский, П. Ю. Коняшенко, С. И. Джиоев // Региональный вестник. 2017. № 2 (7). С. 3–5.

18. Серебровский В. И., Сафронов Р. И., Калуцкий Е. С. Электроосаждение легированных железных покрытий // Достижения научно-технического прогресса агропромышленному комплексу: материалы Всероссийской (Национальной) научно-практической конференции. Курск: Изд-во Курск. гос. с.-х. акад. им. И. И. Иванова, 2017. С. 69– 77.

19. Упрочнение бором электроосажденных железных покрытий / В. И. Серебровский, В. В. Серебровский, Р. И. Сафронов, Ю. П. Гнездилова, Е. С. Калуцкий, А. В. Рудаков // Актуальные проблемы и инновационная деятельность в агропромышленном производстве: материалы Международной научно-практической конференции. Курск: Курск. гос. с.-х. акад. им. И. И. Иванова. 2015. С. 226–228.

20. Серебровский В. И., Богомолов С. А., Калуцкий Е. С. О возможности электроосаждения двухкомпонентных износостойких железомолибденовых и железовольфрамовых сплавов из хлористого железного электролита // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. № 5. С. 77–78.