Mechanisms of formation of nanostructured electrolytic coatings Fe-Ni, Co-Mn, Ni-Cr with functional properties

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The evolution of modern industry is impossible without the development of new materials and technologies. Nanostructured coatings, in particular electrolytic coatings, are among the most demanded in mechanical engineering. The purpose of this work was to study the different mechanisms of obtaining Fe-Ni, Co- Mn, Ni-Cr galvanic alloys and their relationship with the specified universal physical and mechanical properties. Fe-Ni alloy is characterized by high microhardness and corrosion resistance in sea water, low cold brittleness; Co-Mn – by a specified phase composition (α-Co >> α-Mn, amorphous and metastable phase Co(OH)2); Ni-Cr – by high coating microhardness, specified phase composition. The main methods of production: high-frequency alternating current for Fe-Ni and Co-Mn alloys; introduction of a special additive (carbamide or H-acid) for Ni-Cr alloy. The main mechanisms are: Fe-Ni due to phase transition α-Fe → ε-Fe; Co-Mn by means of high-frequency alternating current and carbamide addition, providing a specified phase composition; Ni-Cr by means of stationary method of addition of H-acid (high-chromium alloy of 68 mass percent of Cr) and carbamide (low-chromium alloy of 25 mass percent of Cr). Recommended uses for electroplating: Fe-Ni – for protection of oil and gas production equipment in the Arctic; Co- Mn – in modulation systems and as a nanocatalyst in the Fischer-Tropsch synthesis reaction; Ni-Cr – for corrosion-resistant protective coatings in petrochemistry and for resistive elements.

About the authors

I. G. Zhikhareva

Industrial University of Tyumen

Email: zhiharevaig@tyuiu.ru

V. V. Schmidt

Industrial University of Tyumen; Tyumen Higher Military Engineer Command School named after A. I. Proshlyakov

Email: shmidt_vadim@mail.ru

D. V. Denisenko

Industrial University of Tyumen; PJSC "Tyumen Design and Research Institute of Oil and Gas Industry named after V. I. Muravlenko"

Email: ardiasardias@gmail.com

V. P. Shchipanov

Industrial University of Tyumen

Email: schipanovvp@tyuiu.ru

A. D. Fedorov

Industrial University of Tyumen

A. I. Neustroev

Industrial University of Tyumen

References

  1. Sergeev, G. B. Nanochemistry of metals / G. B. Sergeev. – doi: 10.1070/RC2001v070n10ABEH000671. – Текст : непосредственный // Russian Chemical Reviews. – 2001. – Vol. 70, No 10. – P. 809–825.
  2. Gusev, A. I. Nanocrystalline materials / A. I. Gusev, A. A. Rempel. – Chippenham : Cambridge International Science Publishing, 2004. – 351 p. – Текст : непосредственный.
  3. Crystalline and amorphous electroless Co-W-P coatings / S. Armyanov, E. Valova, A. Franquet. – doi: 10.1149/1.1990124 // Journal of the Electrochemical Society. – 2005. – Vol. 152, № 9. – P. 612–619.
  4. Electroless deposition of Ni–Sn–P and Ni–Sn–Cu–P coatings / J. Georgieva, S. Kawashima, S. Armyanov. – doi: 10.1149/1.2050467. – Текст : непосредственный // Journal of The Electrochemical Society. – 2005. – Vol. 152, No 11. – P. 783.
  5. Воздвиженский, В. М. Классификация легирующих элементов и расчет количества γ‘-фазы в жаропрочных никелевых сплавах / В. М. Воздвиженский, А. А. Шатульский, М. А. Шаповалова. – Текст : непосредственный // Заготовительные производства в машиностроении. – 2007. – № 8. – С. 44–49.
  6. Korotaev, A. D. Structural-phase state, elastic stress, and functional properties of nanocomposite coatings based on amorphous carbon / A. D. Korotaev, I. Y. Litovchenko, S. V. Ovchinnikov. – doi: 10.1134/S1029959919060055. – Текст : непосредственный // Physical Mesomechanics. – 2019. – Vol. 22, No 6. – P. 488–495.
  7. Inhibition and nickel electrocrystallization / J. Amblard, I. Epelboin, M. Froment, G. Maurin. – doi: 10.1007/BF00616093. – Текст : непосредственный // Journal of Applied Electrochemistry. – 1979. – No 9. – С. 233–242.
  8. Breakthroughs in optimization of mechanical properties of nanostructured metals and alloys / C. C. Koch, K. M. Youssef, R. O. Scattergood, K. L. Murty. – doi: 10.1002/adem.200500094. – Текст : непо- средственный // Advanced Engineering Materials. – 2005. – Vol. 7, No 9. – P. 787–794.
  9. Zhikhareva, I. G. The role of nanostructure forming mechanism in the production of universal functional coatings with Fe-Ni, Co-Mn, Ni-Cr alloys / I. G. Zhikhareva, V. V. Schmidt, D. V. Denisenko. – doi: 10.1088/1757-899X/971/3/032002. – Текст : непосредственный // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, September, 07–11. – Sevastopol, 2020. – P. 032002.
  10. Schmidt, V. V. Hardening of coatings with Ni-Co-Cr alloy dye to nanostructure / V. V. Schmidt, D. V. Denisenko, I. G. Zhikhareva. – doi: 10.1088/1742-6596/1431/1/012018 // Journal of Physics: Conference Series: VIII International Conference "Deformation and Fracture of Materials and Nanomaterials", November, 19–22. – Vol. 1431. – Moscow : Institute of Physics Publishing, 2020. – P. 012018.
  11. Zhikhareva, I. G. Development of corrosion-protective coatings with a Fe-Ni nanostructured alloy, designed to work in the Arctic / I. G. Zhikhareva, D. V. Denisenko, V. V. Schmidt. – doi: 10.1063/1.5135163. – Текст : непосредственный // AIP Conference Proceedings: Proceedings of the 13th International Conference on Mechanics, Resource and Diagnostics of Materials and Structures, December, 09–13. – Vol. 2176. – Ekaterinburg : American Institute of Physics, 2019. – P. 040014.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».