Ćwiczenie 8

Warstwy powierzchniowe o specjalnych właściwościach

1. Wykres rozkładu twardości HV 0,05 w funkcji odległości od powierzchni dla próbki 8.2.

x [μm]	10	20	40	60	80	90	120	160	200	240	280	320	360
HV 0,05	925	910	890	875	945	1120	284	288	292	286	300	277	280

2. Wnioski i porównania próbek. Budowa fazowa i wpływ rodzaju podłoża na strukturę powłoki próbki aluminiowanej zanurzeniowo.

Próbka 8.2 przedstawia powłokę chromu technicznego na żeliwie szarym. Powłoka chromu została nałożona metodą galwaniczną bezpośrednio na żeliwo. Powłoka ta posiada dużą twardość do 1200 HV, co uodparnia ją na ścieranie, ale jest również porowata, co wymusza nakładanie grubszej warstwy w celu ochrony materiału przed korozją. Pęknięcia występujące na powłoce są spowodowane powstawaniem naprężeń, zwykle rozciągających, nasilających się w miarę wzrostu twardości warstw. Pęknięcie te nie są zbytnio szkodliwe, gdy elementy nie są poddawane obciążeniom zmiennym, a ponadto dzięki odróbce trawienia anodowego mogą zostać przekształcone w mikropory poprawiające smarowanie powierzchni.

Próbka 8.4 przedstawia powłokę aluminiową wytworzoną metodą zanurzeniową na stali niskowęglowej C04. Powłoka ta składa się z warstwy powierzchniowej zewnętrznej o składzie zbliżonym do składu kąpieli aluminiowej. Dalej występuje warstwa przejściowa Fe - Al. Jest to warstwa powstała na skutek dyfuzji. W przypadku stali niskowęglowej faza przejściowa Fe₂Al₅ ma postać kryształów w kształcie „języków” zagłębiających się w podłoże. Gdybyśmy mieli do czynienia z podłożem ze stali wysokowęglowej lub z podłożem żeliwnym, wtedy warstwa przejściowa Fe₂Al₅ pozbawiona jest „języków” i tworzy z podłożem w miarę równą linię (podobne skutki ma dodanie do kąpieli krzemu w ilości 6% - 8%). Powłoka ta ma dobre właściwości plastyczne, żaroodporne i ochronne przed korozją.

Próbka 8.7 przedstawia powłokę chromowaną dyfuzyjnie na podłożu stalowym NC6. Uzyskana powłoka cechuje się dużą twardością rzędu 2000 HV, odpornością na ścieranie, żaroodpornością i cechami antykorozyjnymi. Ze względu na podłoże wysokowęglowe warstwa powierzchniowa składa się z węglików chromu. Przy powierzchni występuje węglik Cr₂₃C₆, w środku Cr₇C₃, a przy podłożu Cr₃C.

Najlepsze właściwości z badanych próbek posiada powłoka chromowana dyfuzyjnie na stali NC6. Jest ona podobnie jak aluminiowa: żaroodporna i antykorozyjna. Nie jest tak porowata jak powłoka próbki 8.2 przez co lepiej chroni przed korozją. Ponadto próbka ta ma najlepsze właściwości zapobiegające ścieraniu z pośród tych trzech próbek, które można dodatkowo podnieść podobnie jak próbki 8.4 przez obróbkę cieplną.

---