Состав для комплексного насыщения стальных изделий

 

Изобретение относится к металлургии , в частности, к химико-термической обработке, а именно к диффузионному насыщению стальных изделий хромом, марганцем и никелем, и может быть использовано для увеличения срока службы изделий, работающих в атмосфере водяного пара. Цель изобретения - повышение насыщающей способности состава и коррозионной стойкости изделий в атмосфере водяного пара. Это достигается тем, что состав для комплексного насыщения стальных изделий содержит хлористый аммоний, окись алюминия, порошок никеля, в качестве хромсодержащего вещества содержит порошок хрома, а в качестве марганецсодержащего вещества - двубромистый марганец при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок хрома 40-50

порошок никеля 15-20

двубромистый марганец 8-15

хлористый аммоний 2-4

окись алюминия остальное. Обработка образцов из стали марки 45 в указанном составе показала, что насыщающая способность его и износостойкость обработанных в нем образцов выше соответственно в 1,6-2,3 раза и 2,1-3,2 раза по сравнению с этими же свойствами известного состава. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 23 С 12 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4386877/23-02 (22) 02. 03. 88 (46) 15. 09. 89. Бюл. Ь - 34 (72) В.Г.Артемчук (53) 621.785.51.06(088.8) (56) Многокомпонентные диффузионные покрытия. Сборник. Минск: Наука и техника, 1974, с.231-234. (54) СОСТАВ ДПЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЬПЦЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к диффузионному насыщению стальных изделий, .хромом, марганцем и никелем, и может быть использовано для увеличения срока службы изделий, работающих в атмосфере водяного пара. Цель изобретения — повышение насыщающей способности состава и коррозионной стойкос"

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий хромом, марганцем, и может быть использовано для увеличения срока службы изделий, работающих в атмосфере водяного пара.

Цель. изобретения — увеличение насыщающей способности состава и коррозионной стойкости изделий в атмосфере водяного пара.

Состав для комплексного насыщения стальных изделий содержит хлористый аммоний. окись алюминия, порошок ни-. келя, в качестве хромсодержащего ве„.Я0„„15О786З A 1

2 ти изделий в атмосфере водяного пара.

Это достигается тем, что состав для комплексного насыщения стальных изделий содержит хлористый аммоний, окись алюминия, порошок никеля, в качестве хромсодержащего вещества— порошок хрома, а в качестве марганецсодержащего вещества — двубромистый марганец при следующем соотношении компонентов, мас.7.: порошок хрома 4050; порошок никеля 15-20; двубромистый марганец 8-15; хлористый аммоний 2-4; окись алюи ния остальное.

Обработка образцов из стали марки 45 в указанном составе показала, что насыщающая способность его и износостойкость обработанных в нем образцов выиге соответственно в 1,6-2,3 раза и

2,1-3,2 раза по сравнению с зтими же свойствами известного состава. 2 табл. щества содержит порошок хрома, а в качестве марганецсодержащего вещества — марганец двубромистый при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Порошок хрома 40-50

Порошок никеля l5-20

Марганец двубромистый 8-15

Аммоний хлористый 2-4

Окись алюминия Остальное

Процесс химико-термической обработ3 ки осуществляют при 900-1050 С в тео чение 2-12 ч. В результате обработки на поверхности изделий образуется диффузионный слой, состоящий из сое динений хрома, никеля и марганца, 3 15078 имеющий высокую корроэионную стойкость в атмосфере водяного пара.

Назначение вводимых компонентов следующее.

Порошки хрома и никеля вводят в состав с целью получения атомарных хрома и никеля, которые диффундируют в поверхностные слои изделий.

При разложении марганца двубромис- 10 того образуются атомарные марганец и бром. Марганец диффундирует в поверхностные слои изделий, а бром способствует массопереносу хрома и никеля к поверхности изделий. 15

Аммоний хлористый является активатором, а окись алюминия вводят в состав смеси с целью предотвращения спекания частиц состава и их приваривания к поверхности изделий. 20

Процесс химико-термической обработки осуществляют следующим образом.

Изделия обезжиривают в горячем

80-90 С 57-ном щелочном растворе и сушат при 100-150 С. Остывшие иэделия укладывают в контейнеры с плавкими затворами, послойно пересыпают смесью, указанного вьппе состава, загружают в электропечь, нагревают до 30

900-1050 С и выдерживают при этой температуре 2-12 ч. Вместе с изделия-ми химико-термической обработке подвергают образцы, изготовленные из той.же стали, что и изделия, по которым определяют толщину диффузионного слоя и его свойства..

Пример 1. Образцы, изготовленные иэ стали марки 45, подвергали диффузионному насыщению в составах, мас- 40 совое процентное содержание которых представлено в табл. 1. Температура процесса составляла 1000 С, а продолжительность выдержки 6 ч. После обработки определяли толщину диффу- 45 эионного слоя и испытывали на коррозионную стойкость в атмосфере водяного пара при 80 С и давлении— о

О, 2 МПа в течение 100 ч (см. табл. 1) .

Иэ полученных данных следует что 50 насыщающая способность предложенного состава и коррозионная стойкость обработанных в нем образцов выше сооТ ветственно в 1,6-2,3 и 2 1-3,2 раза по сравнению с этими же свойст55 вами известного состава.

Оптимальным является состав, содержащий компоненты в заявленных пределах.

63 4

При содержании активных компонентов в составе менее нижних предельных значений насыщающая способность состава и корроэионная стойкость обработанных в нем образцов увеличиваются незначительно по сравнению с известным составом, а при содержании активных компонентов более верхних предельных значений насыщающая способность состава и коррозионная стойкость обработанных в нем образцов уменьшаются по сравнению с оптимальным составом и смесь спекается.

Пример 2. Образцы, изготовленные иэ сталей марок Ст.3, 40Х, 35ХГСА, 651 и Ó10, подвергали насыщению хромом, никелем и марганцем в предлагаемом составе (п.2,табл.1) и в известном составе (п,б,табл.1).

Температура процесса составляла

900 С, а продолжительность выдержки †. 4 ч. После обработки образцы подвергали испытаниям на коррозионную стойкость описанным выше способом и определяли толщину диффузионного слоя

Результаты испытания представлены в табл,2.

Таким.образом, обработка в предлагаемом составе позволяет в 1,6

2,3 раза повысить скорость насыще" ния и в 2,1-3,2 раза корроэионную стойкость изделий, Формула из об ретения

8-15

Состав для комплексного насыщения стальных изделий, содержащий хромсодержащее вещество, марганецсодержащее вещество, хлористый аммоний и окись алюминия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения насьпцающей способности состава и коррозионной стойкости изделий в атмосфере водяного пара, он дополнительно содержит порошок никеля, в качестве хромсодержащего вещества - порошок хрома, в качестве марганецсодержащего вещества — марганец двубромистый при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Порошок хрома 40-50

Порошок никеля 15-20

Марганец двубромистый

Хлористый аммо" ний 2-4

Окись алюминия Остальное

)507863

Р п/и

Толщина диффузионио

Го слоя мкм

Скорость коррозии, ммlг

О, 0052

0,0028

2

0,0020

0,00)7

)1

52

0,0019

0,0060

Известный

То ае

24 )8

0,0023

0,0025

1 Ст.3

2 40Х

Состав среды, мас.7

1 Порошок хрома

Порошок никеля

Марганец двубромистый

Хлористый аммоний

Окись алюминия

2 Порошок хрома

Порошок никеля

Марганец двубромистый

Хлористый аммоний

Окись алюминия

3 Порошок хрома

Порошок никеля

Марганец двубромистый

Хлористый аммоний

Окись алюминия

4 Порошок хрома

Порошок никеля

Марганец двубромистый

Хлористый аммоний

Окись алюминия

5 Порошок хрома

Порошок никеля

Марганец двубромистый

Хлористый аммоний

Окись алюминия

Ф

6 Феррохром

Марганец

Окись алюминия

Хлористь1й аммоний

ТаблиЦа 1

1

46

40 56

16

6

20 35

2 от общей суммы остальных комнонентов

Таблица 2

1507863!

1родолжение табл.2

I1

ll

Предлагаемый

То же

II н

Составитель, Л.Бурлинова

Редактор И.Горват Техред H.Bepec Корректор С.Черни

Заказ 5523/33 Тираж 942 Подписное

ВНИКНИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

3 35ХГСА

4 65Г

5 УIО

6 Ст.3

7 40Х

8 35ХГСА

9 65Г

1О У10

19

16

12

38

29

26

0,0024

0,0027

0,0030

0,0011

0 0012

0,0011

0,0013

0,0014