Диффузионный слой и нанесённое покрытие
Диффузионная металлизация изменяет состав приповерхностной области посредством переноса металлического элемента в основу. Хромирование и алюминирование здесь означают диффузионные процессы. Их нельзя отождествлять с гальваническим хромом или нанесением алюминиевой краски.
Фраза «не отдельная плёнка» слишком категорична: реальный слой может содержать наружную добавленную зону и внутреннюю диффузионную область. Bodycote прямо описывает такую двухзонную структуру для парофазного алюминирования. Способ доставки элемента и механизм формирования границы рассматривают отдельно; некоторые газофазные покрытия также сопровождаются диффузией.
| Процесс | Функциональная задача | Что проверяют |
|---|---|---|
| Алюминирование | Защита от высокотемпературного окисления | Состав и сплошность слоя, оксидная плёнка |
| Диффузионное хромирование | Защита в согласованной коррозионной/температурной среде | Фазы, связь с основой, изменение размеров |
| Нанесение функционального покрытия | Свойства выбранной системы покрытия | Адгезия, толщина, совместимость с основой |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
Почему горячая прочность основы остаётся важной
Защитный слой способен замедлить повреждение поверхности, но не превращает основу в произвольно жаропрочный материал. Время при температуре нанесения может изменить исходную структуру и остаточные напряжения. В проекте сопоставляют тепловой цикл нанесения с уже выполненной термообработкой и назначают необходимые последующие операции.
У никелевого сплава алюминий может образовывать алюминид никеля; в работе он обеспечивает формирование защитной оксидной плёнки. Состав этой системы нельзя автоматически переносить на стальную основу. При термоциклировании проверяют растрескивание, отслаивание и взаимную диффузию: высокая первоначальная твёрдость не заменяет испытания на долговечность.
Пример изменения проходного сечения
Пусть на стенки круглого канала диаметром 2,00 мм добавляется равномерно по 0,05 мм наружного слоя. Условный окончательный диаметр равен 1,90 мм. Отношение площадей составляет (1,90/2,00)² = 0,9025: геометрическая площадь уменьшается на 9,75 %. Расчёт относится только к добавленной толщине; глубину диффузии внутрь металла вычитать из радиуса канала нельзя.
Приёмка системы, а не только толщины
В заказе разделяют наружную толщину и глубину диффузионной зоны, обозначают место измерения, состояние основы и рабочую среду. На сложной детали полезны контрольные сечения, включая внутренние проходы. Для оценки результата нужны микроструктура, профиль состава, сплошность и размеры, а для ответственного применения — испытания, отражающие термоциклы и окисление.
Ускорение роста слоя по условному закону квадратного корня из времени допустимо только в проверенной диффузионной области. Оно перестаёт описывать процесс при изменении фаз, истощении источника или смене температуры. Таблица температур без указания основы и системы покрытия не является технологической инструкцией.