DE1621303B2 - PROCESS FOR THE SIMULTANEOUS DIFFUSION OF CR, AL AND IF ANY SI INTO THE SURFACE OF HEAT-RESISTANT METALS - Google Patents
PROCESS FOR THE SIMULTANEOUS DIFFUSION OF CR, AL AND IF ANY SI INTO THE SURFACE OF HEAT-RESISTANT METALSInfo
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- DE1621303B2 DE1621303B2 DE19671621303 DE1621303A DE1621303B2 DE 1621303 B2 DE1621303 B2 DE 1621303B2 DE 19671621303 DE19671621303 DE 19671621303 DE 1621303 A DE1621303 A DE 1621303A DE 1621303 B2 DE1621303 B2 DE 1621303B2
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Eindiffusion von Cr, Al und gegebenenfalls Si in die Oberfläche hitzebeständiger Metalle zur Bildung einer Schutzschicht durch Einpacken und Erwärmen in einer pulverförmigen Reaktionsmasse, die neben Cr, Al und gegebenenfalls Si ein inertes Füllmaterial und eine Halogenkomponente enthält.The invention relates to a method for the simultaneous diffusion of Cr, Al and optionally Si into the surface of refractory metals to form a protective layer by wrapping and heating in a powdery reaction mass which, in addition to Cr, Al and optionally Si, is an inert filler material and contains a halogen component.
Aus der französischen Patentschrift 1 297 235 ist die gleichzeitige Eindiffusion von Chrom, Aluminium und gegebenenfalls Silizium in die Oberfläche hitzebeständiger Metalle zur Bildung einer Schutzschicht bekannt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht jedoch eine Erhöhung der Arbeitstemperaturen und eine überraschende Erhöhung der Lebensdauer der behandelten Werkstücke.From the French patent 1 297 235 is the simultaneous diffusion of chromium, aluminum and optionally known silicon in the surface of heat-resistant metals to form a protective layer. However, the inventive method allows the working temperatures and increases a surprising increase in the service life of the treated workpieces.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist also die Schaffung hochtemperaturfester Werkstücke, die in einer korrosiven Gasatmosphäre Temperaturen ausgesetzt werden können, die wesentlich höher liegen als die Arbeitstemperaturen, denen die nach dem bekannten Verfahren behandelten Werkstücke ausgesetzt werden können.The aim of the present invention is to create high-temperature-resistant workpieces in a Corrosive gas atmosphere can be exposed to temperatures that are significantly higher than Working temperatures to which the workpieces treated according to the known method are exposed can.
Zur eindeutigen Erläuterung der Erfindung sei zunächst die Bedeutung einiger mehrfach verwendeter Ausdrücke festgelegt.For a clear explanation of the invention, let us first consider the meaning of some that are used repeatedly Expressions set.
Der Ausdruck »hitzebeständige metallische Werkstücke« bezeichnet hier alle Werkstücke, die in ihrer ganzen Masse oder an der Oberfläche aus einer Legierung auf der Basis von Eisen, Nickel, Kobalt, Wolfram,The expression "heat-resistant metallic workpieces" here refers to all workpieces that are in their whole mass or on the surface of an alloy based on iron, nickel, cobalt, tungsten,
ίο Molybdän oder mehreren dieser Metalle bestehen. Dabei ist diese Legierung hinsichtlich der Art und Anteile der Gesamtheit ihrer Bestandteile so beschaffen, daß die Legierung bereits an sich, d. h. bei Fehlen irgendeiner Schutzbehandlung, eine Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchungen in heißem Zustand besitzt und im allgemeinen auch eine gewisse Widerstandsfähigkeit gegen Korrosionswirkungen bei hohen Temperaturen aufweist, insbesondere in oxydierenden oder oxydierenden und reduzierenden oder schwefelhaltigen Atmosphären, die z. B. durch Verbrennungsgase von Verbrennungsmotoren entstehen. Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik können derartige Legierungen in vier Hauptklassen eingeteilt werden, nämlich:ίο consist of molybdenum or more of these metals. With regard to the type and proportions of the totality of its components, this alloy is designed in such a way that that the alloy is already in itself, d. H. in the absence of any protective treatment, a resistance against mechanical stresses in a hot state and in general also a certain amount Has resistance to the effects of corrosion at high temperatures, especially in oxidizing or oxidizing and reducing or sulfur-containing atmospheres, e.g. B. by combustion gases of internal combustion engines. According to the current state of the art, you can Such alloys can be divided into four main classes, namely:
Die rostfreien Stähle beispielsweise folgender Zusammensetzung (Fe 83, Cr 17) oder der Stahl 18-8 (Fe 74, Cr 18, Ni 8) oder der Stahl 25-20 (Fe 55, Cr 25, Ni 20);The stainless steels, for example, of the following composition (Fe 83, Cr 17) or the steel 18-8 (Fe 74, Cr 18, Ni 8) or the steel 25-20 (Fe 55, Cr 25, Ni 20);
die hitzebeständigen Stähle beispielsweise folgender Zusammensetzung Cr 25, Ni 25, C 0,10 bis 0,4, Rest Fe;the heat-resistant steels, for example, of the following composition Cr 25, Ni 25, C 0.10 to 0.4, Remainder Fe;
die hitzebeständigen Legierungen auf Nickelbasis beispielsweise folgender Zusammensetzungen Cr 20, Ti 0,4, Al 0,06, Fe 2,4, C 0,10, Rest Nickel, oder Cr 20, Ti 2, Al 2 C 0,10 Rest Nickel, oder Cr 9,5, Mo 3, Co 15, Ti 5, C 0,20, Al 5,5, W 1, Rest Nickel,the heat-resistant alloys based on nickel, for example, of the following compositions Cr 20, Ti 0.4, Al 0.06, Fe 2.4, C 0.10, balance nickel, or Cr 20, Ti 2, Al 2 C 0.10 balance nickel, or Cr 9.5, Mo 3, Co 15, Ti 5, C 0.20, Al 5.5, W 1, remainder nickel,
oder Co 10, Cr 13,5, Ti 2, Al 5,5 Mo 5, Nb 2,5, C 0,10, Rest Nickel,or Co 10, Cr 13.5, Ti 2, Al 5.5 Mo 5, Nb 2.5, C 0.10, remainder nickel,
oder Co 10, Cr 8, Ti 1, Mo 6, Ta 4,4, Rest Nickel, oder Ni 98, ThO? 2,or Co 10, Cr 8, Ti 1, Mo 6, Ta 4.4, remainder nickel, or Ni 98, ThO ? 2,
und die hitzebeständigen Legierungen auf Kpbaltbasis, von welchen beispielsweise folgende Zusammensetzungen Cr 20, NiIO, W15, Fe 3, C 0,10, Rest Kobalt,and the Kpbalt-based heat-resistant alloys, of which, for example, the following compositions Cr 20, NiIO, W15, Fe 3, C 0.10, remainder cobalt,
oder Cr 21, W11, Nb und Ta 2, Fe 2, C 0,50, Rest Kobalt und Cr 21, WlO, Ta 9, FeI, C 0,85, Rest Kobaltor Cr 21, W11, Nb and Ta 2, Fe 2, C 0.50, remainder cobalt and Cr 21, WlO, Ta 9, FeI, C 0.85, Remainder cobalt
angeführt seien.are listed.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch dann anwenden, wenn an den obigen hitzebeständigen metallischen Werkstücken bereits eine andere Diffusionsbehandlung mit einem Metall, insbesondere eine Diffusionsbehandlung mit Tantal oder Chrom, vorgenommen war.The inventive method can also be used when the above heat-resistant metallic workpieces already have another diffusion treatment with a metal, in particular one Diffusion treatment with tantalum or chromium was made.
Der Ausdruck »magnesothermisches Chrom« bezeichnet ein auf magnesothermischem Wege hergestelltes ultrafeines Chrompulver. Verfahren zur Herstellung derartiger Pulver sind insbesondere in der französischen Patentschrift 1123 326 und ihren Zusatzpatenten 70 936 und 79 879 beschrieben.The term "magnesothermal chromium" denotes one produced by magnesothermal means ultra-fine chrome powder. Processes for producing such powders are particularly in the French patent specification 1123 326 and its additional patents 70 936 and 79 879 described.
Bei Berücksichtigung dieser Definitionen wird als nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auf einem hitzebeständigen metallischen Werkstück eine Oberflächendiffusionslegierung durch Zusatz von Chrom und Aluminium und gegebenenfalls zusätzlich von Silizium gebildet.When these definitions are taken into account, a Heat-resistant metallic workpiece a surface diffusion alloy by adding chromium and aluminum and optionally also formed by silicon.
3 43 4
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch ge- F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Chromierungs-The method according to the invention is thereby shown. 1 shows a chromating according to the invention
kennzeichnet, daß eine Reaktionsmasse aus einem und Aluminisierungsanlage, wobei die Werkstücke 1 in Pulver, das ultrafeines Al-Pulver und magnesother- die Reaktionsmasse 2 eingebettet sind, die sich in misches Cr-Pulver sowie gegebenenfalls hochfeines einem stählernen Gehäuse 3 mit einem teilweise gas-Si-Pulver enthält und dessen mittlere Korngröße 5 dichten Deckel 3a befindet, welches in der Kammer Aa höchstens 1 μ beträgt, verwendet wird. eines Glockenofens 4 untergebracht ist, der durch eineindicates that a reaction mass from a and aluminizing plant, the workpieces 1 in powder, the ultrafine Al powder and magnesother- the reaction mass 2 are embedded, which are in mixed Cr powder and optionally a very fine steel housing 3 with a partially gas Contains Si powder and the mean grain size of which is located 5 tight lid 3a, which is at most 1 μ in the chamber Aa , is used. a bell furnace 4 is housed by a
Dabei wird das Werkstück mit seiner ganzen Ober- Leitung 5 eine wenigstens teilweise hydrierte Schutzfläche mit der Reaktionsmasse in Berührung gebracht. atmosphäre zugeführt wird.The workpiece with its entire upper line 5 becomes an at least partially hydrated protective surface brought into contact with the reaction mass. atmosphere is supplied.
Der Anteil an Aluminium des als Reaktionsmasse ver- Zweckmäßig werden gleichzeitig mehrere unab-The proportion of aluminum used as the reaction mass is expediently several independent
wendeten Legierungspulvers auf Chrombasis beträgt io hängige Behandlungsgehäuse 3 in der Kammer Aa anvon 5 bis 25 Gewichtsprozent. Gegebenenfalls mitver- geordnet, die dann zweckmäßig durch Kreuzstücke gewendetes Silizium ist in einem Anteil von 3 bis 10 Ge- trennt sind, welche eine schnellere und gleichmäßigere wichtsprozent enthalten. Erwärmung der Reaktionsmassen gestatten.applied chromium-based alloy powder is from 5 to 25 percent by weight in the pendent treatment case 3 in the chamber Aa. If necessary, it is also prescribed that the silicon, which is then expediently turned by cross pieces, is separated in a proportion of 3 to 10, which contain a faster and more uniform weight percentage. Allow the reaction masses to be heated.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann das F i g. 2 zeigt das Stadium der Kühlung des Ge-According to a preferred embodiment, FIG. 2 shows the stage of cooling of the
Legierungspulver »in situ« durch eine vorherige Wärme- 15 häuses3 und seines Einsatzes nach Vornahme der behandlung gebildet werden, die der Einführung des Wärmebehandlung, wobei die Kühlung durch Rohre Werkstücks in die Reaktionsmasse vorausgeht. Es zur Besprengung mit Wasser 6 nach schneller Überkann auch in einem unabhängigen Arbeitsgang vorge- führung des Gehäuses 3 unter einem Schutzdeckel 7 bildet werden. - erfolgt, welcher mit wenigstens einer teilweise hydrier-Alloy powder “in situ” through a previous heating housing3 and its use after the treatment are formed by the introduction of heat treatment, with cooling through pipes Workpiece precedes in the reaction mass. It can be sprinkled with water 6 after faster overflow The housing 3 is also presented under a protective cover 7 in an independent operation forms are. - takes place, which with at least one partially hydrogenated
AIs chemisch indifferentes Verdünnungsmittel dient 20 ten Schutzatmosphäre durch eine Leitung 8 gespeist ein Oxyd mit sehr hoher Bildungswärme, z. B. ge- wird, wobei der in dem Gehäuse 3 durch die Kühlung röstetes Aluminiumoxyd in Form eines feinen Pulvers erzeugte Unterdruck das Eindringen der Schutz-(mit einer Korngröße vorzugsweise in der Größen- atmosphäre in das Gehäuse begünstigt. Ordnung eines Mikrons). Schließlich wird ein haloge- An dieser Stelle erscheint es zweckmäßig, auf dieAs a chemically inert diluent, 20 th protective atmosphere is fed through a line 8 an oxide with a very high heat of formation, e.g. B. is, with the in the housing 3 by the cooling Roasted aluminum oxide in the form of a fine powder generated negative pressure the penetration of the protective (with a grain size, preferably in the size atmosphere, is favored in the housing. Order of a micron). Finally, a halo- At this point it seems useful to refer to the
nierter Bestandteil in flüssigem oder feinverteiltem Zu- as wesentliche Rolle hinzuweisen, die der ultrafeine stand (Halogen, Halogenid, Hypohalogenit oder Ge- Charakter des metallischen Bestandteils der Reakmische dieser Körper) zugesetzt. tionsmasse (Legierungspulver mit einer Korngrößened constituent in liquid or finely divided addition to point out the essential role of the ultrafine stood (halogen, halide, hypohalite or Ge Character of the metallic component of the reaction mixture this body) added. tion mass (alloy powder with a grain size
In dem Legierungspulver betragen die Gewichts- von höchstens einem Mikron) bei dem erfindungsanteile für den metallischen Bestandteil vorzugsweise gemäßen Verfahren spielt.In the alloy powder, the weight percentages are at most one micron for the components of the invention for the metallic component preferably plays according to the method.
5 bis 50% und für den halogenierten Bestandteil 0,05 30 Die ultrafeine Korngröße des Legierungspulvers bebis 1 %· Den Rest bildet das indifferente Verdün- wirkt eine große Oberflächenentwicklung, die offenbar nungsmittel. für die Austauschreaktionen günstig ist. Dazu kommt,5 to 50% and for the halogenated component 0.05 30 The ultrafine grain size of the alloy powder bebis 1% · The rest is made up of the indifferent dilution- acts a large surface development, which apparently resources. is favorable for the exchange reactions. In addition,
Die so gebildete Reaktionsmasse und das Werk- daß infolge der sehr geringen Abmessung des Wandestück werden in ein teilweise gasdichtes Gehäuse ge- rungsweges die Oberflächenschicht eines jeden Korns bracht, welches seinerseits in einer Heizkammer ange- 35 schnell mit Aluminium aus dem Innern des Korns verordnet ist. In der Heizkammer herrscht eine wenigstens sorgt wird, wodurch das Aluminium-Chrom-Verhältnis teilweise hydrierte Schutzatmosphäre, die insbesondere der Legierung konstant bleibt. Aluminium hat nämlich durch gewöhnlichen elektrolytischen Wasserstoff, die Neigung, schneller in das Kristallgitter des Werkdurch ein Gemisch von Wasserstoff und Argon oder Stücks als in das Kristallgitter der Legierungskörner zu durch gekracktes Ammoniak gebildet werden kann. 40 diffundieren/Hierdurch verarmt die Oberfläche derThe reaction mass formed in this way and the work that as a result of the very small dimensions of the wall piece the surface layer of each grain is placed in a partially gas-tight housing brought, which in turn is quickly prescribed in a heating chamber with aluminum from the inside of the grain is. In the heating chamber there is at least one thing that ensures the aluminum-chromium ratio partially hydrogenated protective atmosphere, which remains constant especially for the alloy. Because aluminum has by ordinary electrolytic hydrogen, the tendency to penetrate more quickly into the crystal lattice of the plant a mixture of hydrogen and argon or pieces as in the crystal lattice of the alloy grains can be formed by cracked ammonia. 40 diffuse / This impoverishes the surface of the
Die Heizkammer wird zwischen einen Bruchteil Körner an Aluminium, wodurch als Ausgleich eine einer Stunde und etwa 20 Stunden und vorzugsweise Wanderung der Aluminiumatome aus dem Innern der größenordnungsmäßig für die Dauer einiger Stunden Legierungskörner zu der Oberfläche bewirkt wird, auf einer Temperatur zwischen 750 und 12000C, vor- Diese erfolgt um so schneller, je kürzer der Weg der zugsweise zwischen 1050 und 11000C, gehalten. Tem- 45 Aluminiumatome ist.The heating chamber is sandwiched between a fraction of grains of aluminum, which compensates for an hour and about 20 hours, and preferably migration of the aluminum atoms from the interior of the alloy grains to the surface for a period of several hours, at a temperature between 750 and 1200 0 C forward, this takes place the faster the shorter the path of preferably 1050-1100 0 C, maintained. Tem- 45 is aluminum atoms.
peratur und Dauer der Behandlung hängen insbeson- Die bevorzugte Zufuhr von Aluminium zu demThe temperature and duration of the treatment depend in particular. The preferred supply of aluminum to the
dere von der für die Diffusionslegierungsschicht ge- Werkstück (infolge der größeren Elektropositivität wünschten Dicke ab. dieses Metalls) kann bequem dadurch ausgeglichenthat of the workpiece used for the diffusion alloy layer (due to the greater electropositivity wanted thickness from. this metal) can be easily compensated for
Anschließend wird das teilweise gasdichte Gehäuse werden, daß man nach jedem Behandlungsvorgang der in einer Schutzatmosphäre, die der beim Erhitzen ver- 50 Reaktionsmasse etwas Aluminiumpulver zusetzt, wowendeten Schutzatmosphäre entsprechen kann, abge- bei dieser Zusatz von Aluminiumpulver etwa 0,5 bis , kühlt. Die Kühlung wird zweckmäßig so vorgenom- 1 % der Reaktionsmasse betragen kann, men, daß die unterhalb von 7500C liegenden Tempe- Die allmähliche aber langsamere Verarmung desThe partially gas-tight housing will then be so that, after each treatment process, the protective atmosphere used in a protective atmosphere that adds some aluminum powder to the reaction mass during heating can be cooled, with this addition of aluminum powder about 0.5 to. The cooling is expediently BE DONE 1% of it can be reaction mass men that the below 750 0 C temperature-lying the gradual but slower depletion of the
raturbereiche, wo die Schutzatmosphäre weniger wirk- Chroms in der Reaktionsmasse kann dadurch ausgesam ist, schnell durchschritten werden. 55 glichen werden, daß der Reaktionsmasse von Zeit zurature areas where the protective atmosphere is less effective is to be stepped through quickly. 55 will resemble that of the reaction mass from time to time
Wird die Bildung des ultrafeinen Chrom- und Alu- Zeit (z. B. nach je vier oder fünf Arbeitsgängen) eine miniumlegierungspulvers »in situ« vorgenommen, so gewisse Menge von ultrafeinem Chrompulver in einer wird die vorstehend beschriebene Reaktionsmasse Menge von ebenfalls 0,5 bis 1 °/o zugesetzt wird, unter den gleichen vorstehend definierten Arbeitsbe- Die ultrafeine Korngröße des metallischen Bestand-Will the formation of the ultra-fine chrome and aluminum time (e.g. after four or five work steps) one made of aluminum alloy powder "in situ", so a certain amount of ultra-fine chromium powder in one the reaction mass described above is also added in the amount of 0.5 to 1%, under the same working conditions defined above, the ultra-fine grain size of the metallic constituent
dingungen in Abwesenheit des Werkstücks behandelt. 60 teils der Reaktionsmasse bedingt auch eine feine Korn-Die
Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme größe des indifferenten Verdünnungsmittels. Die Kornauf
die Zeichnung beispielshalber erläutert. größe des indifferenten Verdünnungsmittels ist jedoch
F i g. 1 und 2 zeigen schematisch eine Apparatur zur weniger wesentlich als die des metallischen Bestand-Verwendung
für das erfindungsgemäße Verfahren, wo- teils und kann daher beispielsweise kleiner oder größer
bei F i g. 1 der eigentlichen Wärmebehandlung zur 65 als 1 Mikron sein, wobei der Anteil an dem indifferen-Chromierung
und Aluminisierung entspricht, während ten Verdünnungsmittel im letzteren Fall größer sein
sich Fig. 2 auf einen auf diese Wärmebehandlung muß.
folgenden Kühlvorgang bezieht. Es ist ferner interessant festzustellen, daß das Ge-conditions treated in the absence of the workpiece. The invention is described below with reference to the size of the indifferent diluent. The grain on the drawing explained by way of example. however, the size of the indifferent diluent is F i g. 1 and 2 schematically show an apparatus for less substantial use than that of the metallic stock for the method according to the invention, sometimes and can therefore, for example, be smaller or larger in FIG. 1 of the actual heat treatment to be 65 than 1 micron, the proportion of the indifferent chromizing and aluminizing corresponds, while th diluent in the latter case must be greater than Fig. 2 on one of this heat treatment.
the following cooling process. It is also interesting to note that the
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wichtsverhältnis zwischen dem indifferenten Verdün- außerdem gegen die Wirkung der heftigsten thermi-weight ratio between the indifferent dilution - also against the action of the most violent thermal
nungsmittel und dem metallischen Bestandteil der sehen oder mechanischen Stöße vollständig unempfind-medium and the metallic component of the visual or mechanical impacts completely insensitive
Reaktionsmasse keinen kritischen Charakter hat und lieh,Reaction mass has no critical character and lent,
praktisch zwischen 1 und 20 schwanken kann. Versuche über die Korrosionsfestigkeit in selbstcan practically vary between 1 and 20. Tests on the corrosion resistance in yourself
Die nach dem Verfahren behandelten Werkstücke 5 stark schwefelhaltigen Verbrennungsgasen, welche
weisen eine dichte Hülle ohne Porosität und Rißbil- während 300 Stunden bei 11000C mit eingeschobenen
dung und einen ausgezeichneten Oberflächenzustand Wärmeschocks vorgenommen wurden, haben gezeigt,
auf. Die Werkstücke zeigen eine Plastizität der Ober- daß der am Ende der Versuche festgestellte Abblätteflächenschichten
sowohl in kaltem als auch im warmen rungsgrad praktisch vernachlässigbar ist (kleiner als
Zustand, welche den Werkstücken eine außergewöhn- io 2 mg/cm2), während die gleichen Werkstücke bei
liehe Widerstandsfähigkeit gegen Wärmeschocks er- einem Korrosionsfestigkeitsversuch ohne vorherigen
teilt. Durch den gesteigerten Chromgehalt der Ober- Schutz stark beschädigt werden und einen Abblättefiächenschichten
sind die Werkstücke korrosions- rungsgrad von etwa 30 bis 40 mg/cm2 zeigen,
beständiger gegen schwefelhaltige Verbrennungsgase. Praktisch gleichwertige Ergebnisse hinsichtlich des
Die benutzten Reaktionsmassen erfahren keine »Alte- 15 Aussehens der Werkstücke, der Homogenität und der
rung«' und sind keiner Behinderung ausgesetzt (ihr Plastizität der Hüllen, der Widerstandsfähigkeit gegen
Stickstoffgehalt kann ohne Gefahr hohe Werte er- Korrosion und Wärmeschocks wurden dadurch erreichen),
was eine praktisch unbegrenzte Benutzungs- zielt, daß unter den gleichen Bedingungen Werkstücke
dauer dieser Massen zur Folge hat, wobei diese Reak- behandelt wurden, die aus anderen hitzebeständigen
tionsmassen niemals spröde Zwischenmetallverbindun- 20 Legierungen auf Nickelbasis beispielsweise folgender
gen aus Chrom und Aluminium enthalten. Zusammensetzungen bestanden:The treated according to the method works 5 high-sulfur combustion gases which have a dense shell without porosity and crack formation for 300 hours at 1100 0 C with inserted dung and an excellent surface state of thermal shocks have been made have shown up. The workpieces show a plasticity of the surface layers that the exfoliated surface layers determined at the end of the tests are practically negligible in both cold and warm degrees of temperature (smaller than the state which gives the workpieces an exceptional 2 mg / cm 2 ), while the same workpieces with lent resistance to thermal shocks he shares a corrosion resistance test without a previous one. Due to the increased chromium content, the upper protection is severely damaged and a flaky surface layers, the workpieces show a degree of corrosion of about 30 to 40 mg / cm 2 ,
more resistant to sulphurous combustion gases. Practically equivalent results in terms of the reaction masses used do not experience any »aging of the workpieces, the homogeneity and the aging« and are not exposed to any hindrance (their plasticity of the sheaths, the resistance to nitrogen content can achieve high values without risk of corrosion and thermal shocks were thereby achieved), which has a practically unlimited use, that under the same conditions workpieces lasts for these masses as a consequence, these reacting were treated, the intermetallic compounds never brittle from other heat-resistant materials, nickel-based alloys from the following, for example Contains chrome and aluminum. Compositions passed:
Die nachstehenden Anwendungsbeispiele dienen zurThe following application examples are used for
Erläuterung der Erfindung. Danach werden ver- .. „ o _.;.. ,_ , λ η . xr Explanation of the invention. After that, .. " o _.; .., _ , λ η . xr
schiedene hitzebeständige Legierungen mit einer A: Co 10' Cr 8> Tl *' Mo 6> Ta 4>4> Rest Nl different heat-resistant alloys with an A: Co 10 ' Cr 8 > Tl *' Mo 6 > Ta 4 > 4 > remainder Nl
Reaktionsmasse der nachstehenden Zusammensetzung 25 ° er Reaction mass of the following composition 25 ° er
behandelt, die in ziemlich weiten Grenzen verändert B: Cr 9,5, Mo 3, Co 15, Ti 5, C 0,20, Al 5,5, Wl,treated, which changed within fairly wide limits B: Cr 9.5, Mo 3, Co 15, Ti 5, C 0.20, Al 5.5, Wl,
werden kann. Rest Nican be. Remainder Ni
Gewichtsprozent oderWeight percent or
LJltrafeines Pulver aus magnesothermi- „o C: Ni 98, ThO2 2.LJltrafeines powder magnesothermi- "o C: Ni 98, ThO 2. 2
sehen Chrom 40see chrome 40
sehr feines Aluminiumpulver 10 Auch hier sind die bei Korrosionsversuchen in Verfeines geglühtes Aluminiumoxyd 49,2 brennungsgasen mit hoher Temperatur beobachtetenvery fine aluminum powder 10 Here, too, they are fine in corrosion tests Annealed aluminum oxide 49.2 observed high temperature combustion gases
Ammoniumchlorid (oder -bromid) 0,8 Abblätterungsgrade in allen Fällen praktisch unbe-Ammonium chloride (or bromide) 0.8 degree of exfoliation in all cases practically unaffected
35 deutend bei den geschützten Werkstücken, während die bei den gleichen vorher nicht geschützten Werk-35 for the protected workpieces, while those for the same previously unprotected workpieces
Es ist zu bemerken, daß es bei stark gekohltem stoffen beobachteten Abblätterungsgrade im allge-Behandlungsgut
zweckmäßig sein kann, der Reak- meinen sehr bedeutend sind und in gewissen Fällen
tionsmasse außer dem Ammoniumchlorid (oder (B, C) einer vollständigen Zerstörung der Werkstücke
-bromid) etwa 0,5 bis 1 Gewichtsprozent einer Verbin- 4° entsprechen können,
dung der Art des Aluminiumfluorids (AlF3 · 0,5 H2OIt should be noted that in the case of strongly carbonized substances, it may be useful to observe degrees of exfoliation in the general material to be treated; ) can correspond to about 0.5 to 1 percent by weight of a connec- tion 4 °,
formation of the type of aluminum fluoride (AlF 3 · 0.5 H 2 O
oder AlF3 · 3,5 H2O) zuzusetzen, welche zu Beginn des . ' 'or AlF 3 · 3.5 H 2 O) to be added, which at the beginning of the. ''
Vorgangs die Rolle eines oberflächlichen Entkohlungs- ■ Beispiel2Operation the role of a superficial decarburization ■ Example2
mittels spielt. ·by means of plays. ·
Diese Reaktionsmasse wird in den Beispielen 1 bis 7 45 In diesem Beispiel werden die gleichen Werkstücke
benutzt. Die Chrom-Aluminium-Legierung wird »in behandelt wie im Beispiel 1; die Behandlung wird
situ« durch einen vorhergehenden sogenannten »Blind- jedoch 20 Stunden lang bei 9000C vorgenommen.
Vorgang« gebildet, welcher bei 1000° C während etwa Die Eigenschaften hinsichtlich des Aussehens derThis reaction mass is used in Examples 1 to 7 45. In this example, the same workpieces are used. The chromium-aluminum alloy is treated as in Example 1; the treatment is carried out situ "by a preceding so-called" blind but for 20 hours at 900 0 C.
Process «formed at 1000 ° C for about The properties regarding the appearance of the
einer Stunde unter Beibehaltung der für den Diffu- Oberfläche, der Homogenität der diffundierten Hüllen, sionsvorgang vorgesehenen Bedingungen durchgeführt 5° der Plastizität in kaltem Zustand oder bei hoher Temwird. . peratur, der Unempfindlichkeit gegen Wärmeschocksone hour while maintaining the diffusion surface, the homogeneity of the diffused envelopes, sion process is carried out under the conditions provided for 5 ° of plasticity in the cold state or at high temperatures. . temperature, the insensitivity to thermal shocks
B e i s ρ i e 1 1 sind den im Beispiel 1 beschriebenen EigenschaftenB e i s ρ i e 1 1 are the properties described in Example 1
„ , , ... _ , . , analog, die Dicke der hergestellten Diffusionshüllen",, ... _,. , analogously, the thickness of the diffusion shells produced
Schutz von beweglichen Turbinenschaufel ist jedoch geringer und Hegt je nach der Art der be_However, protection of moving turbine blades is less and depends on the nature of the be _
Die aus einer hitzebeständigen Legierung (CoIO, 55 handelten Werkstoffe zwischen etwa 25 und 35 Mikron.
Cr 13,5, Ti 2, Al 5,5, Mo 5, Nb 2,5, C 0,10, Rest Ni)
bestehenden zu schützenden Werkstücke werden einerMade of a heat-resistant alloy (CoIO, 55 materials between about 25 and 35 microns. Cr 13.5, Ti 2, Al 5.5, Mo 5, Nb 2.5, C 0.10, remainder Ni)
existing workpieces to be protected become one
Behandlung von 6 Stunden bei einer Temperatur von Beispiel 3
10800C unterzogen.Treatment for 6 hours at the temperature of Example 3
1080 0 C subjected.
Nach der Behandlung zeigen die Werkstücke eine 60 In diesem Beispiel entsprechen die Behandlungs-After treatment, the workpieces show a 60 In this example, the treatment
selir glatte Oberfläche und ein halbglänzendes sehr bedingungen und die behandelten Werkstoffe demselir smooth surface and a semi-glossy very conditions and the treated materials dem
homogenes himmelblaues Aussehen. Die Dicke der er- Beispiel 1; es wurden jedoch Chromierungs- und AIu-homogeneous sky blue appearance. The thickness of the Example 1; However, there were chromizing and aluminum
haltenen Difliisionshüllen erreicht etwa 65 Mikron. minisierungsreserven an den Schaufelfüßen vorbe-held difliisional covers reached about 65 microns. minimization reserves at the blade roots
Dicse an Chrom und Aluminium reichen Schutzhüllen reitet.Dicse rides protective covers rich in chrome and aluminum.
sind frei von jeglicher Porosität, Einschlüssen oder 65 Hierfür werden die Schaufelfüße zu Beginn mitare free of any porosity, inclusions or 65 For this purpose, the blade roots are included at the beginning
Kissen. Sie sind deutlich plastisch, selbst in kaltem Zu- mehreren Schichten von Eisen- oder NickclgewebePillow. They are clearly plastic, even in cold layers of iron or nickel fabric
stand, und ΜίκιΜιΓιη;!!}! von dem Verformungsgrad, überzogen und in Becher gebracht, die pulverförmigesstood, and ΜίκιΜιΓιη; !!}! of the degree of deformation, coated and placed in cups, the powdery
welchem tue Weil.stücke ausgesetzt werden. Sie sind geglühtes Aliiminiiimoxyd enthalten, welchem gcge-what because pieces are exposed to. They contain calcined aluminum oxide, which is
benenfalls Eisenpulver oder Nickelpulver zugesetzt ist. Die das Aluminiumoxyd enthaltenden Becher sind so gearbeitet, daß sie ziemlich genau in den oberen rechteckigen Teil der Schaufelfüße passen.if necessary iron powder or nickel powder is added. The cups containing the alumina are like this worked so that they fit pretty much into the upper rectangular part of the blade roots.
Die Dicke der auf den nicht mit Reserven versehenen Oberflächen erhaltenen Hüllen wird durch die Veränderung der Behandlungsbedingungen nicht beeinflußt, die vorher mit Reserven versehenen Schaufelfüße werden dagegen praktisch nicht chromiert und aluminisiert.The thickness of the casings obtained on the unreserved surfaces is increased by the change the treatment conditions are not affected, the blade roots previously provided with reserves on the other hand are practically not chromed and aluminized.
. Beispiel 4. Example 4
Schutz von VerteilungsschaufelnProtection of distribution blades
aus einer hitzebeständigen Legierung, auf Kobaltbasis (Cr 20, Ni 10, W 15, Fe 3, C 0,10, Rest Co)made of a heat-resistant alloy, based on cobalt (Cr 20, Ni 10, W 15, Fe 3, C 0.10, remainder Co)
Die zu schützenden Werkstücke werden einer Behandlung von 8 Stunden bei einer Temperatur von 10800C unterzogen.The protected workpieces are subjected to a treatment of 8 hours at a temperature of 1080 0 C.
Nach der Behandlung besitzen die Werkstückeeine sehr glatte Oberfläche und ein helles halbglänzendes sehr homogenes beigeorangefarbenes Aussehen. Die Dicke der erhaltenen Diffusionshüllen erreicht etwa 55 Mikron. Diese an Chrom und Aluminium reichen Schutzhüllen sind von Porosität, Einschlüssen oder Rissen vollständig frei. Sie sind selbst in kaltem Zu-. stand bei einem beliebigen den Werkstücken erteilten Verformungsgrad deutlich plastisch und vollständig unempfindlich gegen die Einwirkung der heftigsten mechanischen oder thermischen Schocks.After the treatment, the workpieces have a very smooth surface and a light, semi-glossy one very homogeneous beige-orange appearance. The thickness of the diffusion shells obtained reaches about 55 microns. These protective covers, rich in chrome and aluminum, are of porosity, inclusions or Cracks completely free. You are cold yourself. stood at any given work piece Degree of deformation clearly plastic and completely insensitive to the action of the most violent mechanical or thermal shocks.
Korrosionsversuche in Verbrennungsgasen hoher Temperatur entsprechend den bei Beispiel 1 beschriebenen Versuchen haben gezeigt, daß die Anwendung der plastischen Chromierungs- und Aluminisierungsbehandlung auf diese Werkstoffe ermöglichte, den an ungeschützt diesen Versuchen ausgesetzten Werkstücken beobachteten Abblätterungsgrad um mehr als 95%, herabzusetzen.Corrosion tests in high temperature combustion gases corresponding to those described in Example 1 Tests have shown that the use of the plastic chromating and aluminizing treatment on these materials made possible the workpieces exposed to these tests without protection observed degree of exfoliation by more than 95%.
B e i s ρ i e 1 5B e i s ρ i e 1 5
Schutz von Verteilungsschaufeln aus hitzebeständigenProtection of distribution blades made of heat-resistant
gekohlten Legierungen auf Kobaltbasis
(Cr 21, W 11, Nb und Ta 2, Fe 2, C 0,50, Rest Co)carbon-based alloys based on cobalt
(Cr 21, W 11, Nb and Ta 2, Fe 2, C 0.50, remainder Co)
Die zu schützenden Werkstücke werden einer Behandlung von 10 Stunden bei einer Temperatur von 10500C ausgesetzt.The protected workpieces to a treatment of 10 hours, exposed to a temperature of 1050 0 C.
Nach der Behandlung zeigen die Werkstücke eine sehr glatte Oberfläche und ein helles beige-orangefarbenes Aussehen. Die Dicke der erhaltenen Diffusionshüllen erreicht etwa 45 Mikron, und die Hüllen sind von Porosität, Einschlüssen oder Rissen frei und gegen die Einwirkung der heftigsten mechanischen oder thermischen Schocks unempfindlich.After the treatment, the workpieces show a very smooth surface and a light beige-orange color Appearance. The thickness of the diffusion sheaths obtained reaches about 45 microns, and the sheaths are free of porosity, inclusions or cracks and are resistant to the most violent mechanical effects insensitive to thermal shocks.
Korrosionsversuche in Verbrennungsgasen hoher Temperatur entsprechend Beispiel 1 haben gezeigt, daß die Anwendung der plastischen Chromierungs- und Aluminisierungsbehandlung gestattete, den normalerweise an ungeschützten Werkstücken beobachteten Abblätterungsgrad um mehr als 97 °/o herabzusetzen. Corrosion tests in combustion gases of high temperature according to Example 1 have shown that the use of the plastic chromizing and aluminizing treatment allowed that normally Reduce the degree of flaking observed on unprotected workpieces by more than 97%.
Schutz von Brennkammern aus hartgelötetenProtection of combustion chambers from brazed
Anordnungen aus rostfreiem Stahl »18/8«,Arrangements made of stainless steel »18/8«,
Nickel- und KobaltlegierungenNickel and cobalt alloys
Die Werkstücke werden durch Anordnungen von 18/8-Stahl (Fußteile), einer Nickellegierung D (Cr 20, Ti 0,4, Al 0,06, Fe 2,4, CO1IO, Rest Ni) [eigentliche Brennkammern] und einer Kobaltlegierung E (Cr 20, Ni 10, W 15, Fe 3, C 0,10, Rest Co) [Flammrohre] gebildet, welche vorher im Vakuum mit Hilfe von Hartloten aus Nickel—Chrom—Bor—Silizium hart verlötet wurden.The workpieces are made of 18/8 steel (foot parts), a nickel alloy D (Cr 20, Ti 0.4, Al 0.06, Fe 2.4, CO 1 IO, remainder Ni) [actual combustion chambers] and a Cobalt alloy E (Cr 20, Ni 10, W 15, Fe 3, C 0.10, remainder Co) [flame tubes] formed, which were previously hard soldered in a vacuum with the help of hard solders made of nickel-chromium-boron-silicon.
Die zu schützenden Werkstücke werden einer Behandlung von 15 Stunden bei 98O0C ausgesetzt. Nach der Behandlung erreicht die Dicke der Diffusionshüllen 120 Mikron an den Teilen aus rostfreiem Stahl »18/8«, 50 Mikron an den Teilen aus Legierung D und 40 Mikron an den Teilen aus Legierung E, wobei diese Hüllen in allen Fällen von Einschlüssen, Porosität oder Rissen vollständig frei und in kaltem und warmem Zustand deutlich plastisch waren.The workpieces to be protected are exposed to a treatment at 98O 0 C for 15 hours. After the treatment, the thickness of the diffusion shells reaches 120 microns on the 18/8 stainless steel parts, 50 microns on the alloy D parts and 40 microns on the alloy E parts, these shells in all cases of inclusions, porosity or cracks were completely free and clearly plastic in the cold and warm state.
Bei unter besonders schweren Bedingungen vorge-In the case of particularly difficult conditions
. nommenen Versuchen auf dem Prüfstand und bei der Benutzung an Motoren wurde kein Versagen der Hüllen selbst bei der Verwendung von stark schwefel-. The tests carried out on the test bench and during use on engines have not resulted in any failure of the Casings even with the use of strong sulfur
ao haltigen Brennstoffen beobachtet, wobei der Abblätterungsgrad der behandelten Werkstücke in allen Fällen praktisch unbedeutend blieb.ao containing fuels observed, the degree of flaking of the treated workpieces in all Cases remained practically insignificant.
as Beispiel7as example 7
Schutz von vorher durch TantaldiffusionProtection from before through tantalum diffusion
mit einer Hülle versehenen beweglichen Schaufelnclad moving blades
aus Legierungen auf Nickelbasis F: CoIO, Cr 13,5, Ti 2, Al 5,5, Mo 5, Nb 2,5, C 0,10, Rest Nimade of nickel-based alloys F: CoIO, Cr 13.5, Ti 2, Al 5.5, Mo 5, Nb 2.5, C 0.10, balance Ni
Vor der Anwendung des erfindungsgemäßen Chromierungs- und Aluminisierungsverfahren wurden die Schaufeln durch Tantaldiffusion mit Hüllen umgeben, wobei diese Tantalisierungsbehandlung die erhebliche Verbesserung der Fließeigenschaften der behandelten Werkstoffe gestattete.Before using the chromizing and aluminizing process according to the invention, the Blades surrounded by tantalum diffusion with shells, this tantalum treatment the significant Improvement of the flow properties of the treated materials allowed.
Zur Vornahme dieser Tantalisierungsvorbehandlung wurden die Werkstücke während 4 Stunden 30 Minuten auf 1080° C in teilweise gasdichten, in eine hydrierte Schutzatmosphäre gebrachten Kästen erhitzt, wobei die Werkstücke in ein pulverförmiges Gemisch eingebettet waren, welches aus feinem geglühtem Aluminiumoxyd (97,5 Gewichtsprozent) und sehr feinem Tantalpulver (2,5 Gewichtsprozent) mit einem Zusatz von 0,5 Gewichtsprozent Ammoniumchlorid bestand. To carry out this tantalization pretreatment, the workpieces were heated for 4 hours 30 minutes heated to 1080 ° C in partially gas-tight boxes placed in a hydrogenated protective atmosphere, wherein the workpieces were embedded in a powdery mixture made of fine, annealed aluminum oxide (97.5 percent by weight) and very fine tantalum powder (2.5 percent by weight) with an additive of 0.5 weight percent ammonium chloride.
Diese Vorbehandlung führte zur Bildung von sehr tantalreichen Diffusionshüllen mit einer Dicke von 30 Mikron mit einem bevorzugten tieferen Eindringen des Tantals an den Stoßstellen der Körner des Materials. This pretreatment led to the formation of very tantalum-rich diffusion shells with a thickness of 30 microns with a preferred deeper penetration of the tantalum at the joints between the grains of the material.
Die vorher tantalisierten Schaufeln aus Legierung F wurden einer Behandlung in einer Chromierungs- unc Aluminisierungsmasse ausgesetzt, welcher 5 °/o Siliziurr zugesetzt waren, die vorher in einer »Blindbehandlung' . homogenisiert wurde, wobei die Schutzbehandlung während 8 Stunden bei einer Temperatur von 10800CThe previously tantalized blades made of alloy F were subjected to a treatment in a chromizing and aluminizing compound to which 5% silicon had been added, which was previously in a "blind treatment". was homogenized, the protective treatment for 8 hours at a temperature of 1080 0 C
vorgenommen wurde. ' 'was made. ''
Nach der Schutzbehandlung durch gleichzeitigt Diffusion von Aluminium, Chrom und Silizium be sitzen die Werkstücke einen sehr glatten Oberflächen zustand und ein sehr homogenes halbglänzendes him melblaues Aussehen. Die erhaltenen Schutzhülle! haben eine Dicke von etwa 55 bis 60 Mikron. Sie sini frei von Porosität, Rissen oder Einschlüssen und selbs in kaltem Zustand deutlich plastisch. Die Schutz behandlung bewirkte einen ausgezeichneten Schutz de behandelten Werkstücke von sehr lang anhaltendeAfter the protective treatment by simultaneous diffusion of aluminum, chromium and silicon be the workpieces have a very smooth surface and a very homogeneous, semi-glossy him melblue appearance. The received protective cover! are about 55 to 60 microns thick. You sini free of porosity, cracks or inclusions and even clearly plastic when cold. The protective treatment provided excellent protection treated workpieces of very long lasting
209 647/17209 647/17
Dauer gegen die Einwirkung von Verbrennungsgasen bis zu Temperaturen von 1100° C.Duration against the effects of combustion gases up to temperatures of 1100 ° C.
Chromierung und AluminisierungChromating and aluminizing
von vorher durch Tantaldiffusion mit einer Schutzhülle versehenen Werkstücken aus Legierungenfrom before by tantalum diffusion with a protective cover provided workpieces made of alloys
auf Nickelbasis (Legierung C, Beispiel 1)based on nickel (alloy C, example 1)
Die durch plastische Chromierung und Aluminisierung zu schützenden Werkstücke für Versuchsturbinenräder wurden einer Vorbehandlung zur Umhüllung durch eine Tantaldiffusion unterworfen. Diese Vorbehandlung soll eine zu tiefe Rückdiffusion des Aluminiums während der Benutzung der geschützten Werkstücke verhindern. Sie gestattet ferner, eine Reaktion zwischen dem Thoriumoxyd der Nickellegierung und dem in statu nascendi zugeführten Aluminium während der Chromierungs- und Aluminisierungsbehandlung zu vermeiden.The workpieces for test turbine wheels to be protected by plastic chromium plating and aluminizing were subjected to a pretreatment for cladding by tantalum diffusion. This pretreatment should allow too deep a back diffusion of the aluminum during the use of the protected workpieces impede. It also allows a reaction between the nickel alloy and thorium oxide the aluminum supplied in statu nascendi during the chromizing and aluminizing treatment to avoid.
Die Tantalisierungsvorbehandlung erfolgt durch Einbringen der Werkstücke in teilweise gasdurchlässige Nickelkästen mit einem innigen Gemisch aus Tantal in Form eines sehr feinen Pulvers (5 Gewichtsprozent) und geglühtem Aluminiumoxyd in Form eines feinen Pulvers (95 Gewichtsprozent) mit einem Zusatz von 1 Gewichtsprozent Ammoniumchlorid. Die Anordnung wird während 6 Stunden auf 1080° C unter einer Wasserstoffschutzatmosphäre erhitzt. Diese Behandlung erzeugt mit Tantaldiffusionshüllen versehene Werkstücke von glänzendem Aussehen, welche in kaltem und warmem Zustand plastisch sind und eine gleichmäßige Dicke von etwa 35 Mikron haben.The tantalization pretreatment is carried out by placing the workpieces in partially gas-permeable Nickel boxes with an intimate mixture of tantalum in the form of a very fine powder (5 percent by weight) and annealed alumina in the form of a fine powder (95 percent by weight) with an addition of 1 weight percent ammonium chloride. The arrangement is for 6 hours at 1080 ° C under a Hydrogen protective atmosphere heated. This treatment produces tantalum diffusion claddings Workpieces with a shiny appearance, which are plastic in the cold and warm state and one have a uniform thickness of about 35 microns.
Die so tantalisierten Werkstücke werden hierauf einem plastischen Chromierungs- und Aluminisierungsvorgang während 8 Stunden bei 1080° C ausgesetzt, wobei eine Reaktionsmasse folgender mittlerer Zusammensetzung benutzt wird: Chrom 30%, Aluminium 5%, Aluminiumoxyd 65°/o» m^ einem Zusatz von 0,5 % Ammoniumchlorid (Zementpulver auf der Basis von ultrafeinem Pulver von magnesothermischem Chrom, feinem Aluminiumpulver und feinem geglühtem Aluminiumoxyd), wobei diese Masse vorher während eines »Blindvorgangs« homogenisiert wurde.The so tantalisierten workpieces are then subjected to a plastic chroming and Aluminisierungsvorgang for 8 hours at 1080 ° C, wherein a reaction mass following average composition is used: Chromium 30% Aluminum 5%, alumina 65 ° / o »m ^ an addition of 0 , 5% ammonium chloride (cement powder based on ultra-fine powder of magnesothermal chromium, fine aluminum powder and fine annealed aluminum oxide), this mass being homogenized beforehand during a "blanking process".
Die erhaltenen Werkstücke besitzen eine homogene halbglänzende Oberfläche. Die durch die beiden aufeinanderfolgenden Behandlungen gebildeten Schutzhüllen sind in kaltem Zustand plastisch und besitzen eine gleichmäßige Dicke von etwa 50 Mikron. Sie gestatten die Erzielung eines besonders wirksamen Schutzes der behandelten Werkstücke gegen die Korrosionswirkung von Verbrennungsgasen mit hoher Temperatur selbst bei Auftreten von sehr heftigen Wärmeschocks. The workpieces obtained have a homogeneous, semi-glossy surface. The by the two consecutive Protective covers formed by treatments are plastic and possess when cold a uniform thickness of about 50 microns. They allow a particularly effective one to be achieved Protection of the treated workpieces against the corrosive effects of combustion gases at high temperatures even if very severe thermal shocks occur.
1010
Chromierung und Aluminisierung
von vorher durch Chromdiffusion mit Hüllen
versehenen Werkstücken aus hitzebeständigen
Nickellegierungen (Legierung F, Beispiel 7)Chromating and aluminizing
from before by chrome diffusion with covers
provided workpieces made of heat-resistant
Nickel alloys (alloy F, example 7)
Bei diesem Beispiel soll die Vorbehandlung zur Herstellung einer Umhüllung durch Chromdiffusion einerseits und ein besseres Verhalten der geschützten Werkstücke in stark schwefelhaltigen Verbrennungsgasen gewährleisten und andererseits das Eindringen von Aluminium zwischen die Körner verringern, welches ■n den Oberflächenzonen der Werkstücke bei der Anwendung der Chromierungs- und Aluminisierungsbehandlung auftreten kann.In this example, on the one hand, the pretreatment for the production of a coating by chromium diffusion is intended and better behavior of the protected workpieces in combustion gases with a high sulfur content ensure and, on the other hand, reduce the penetration of aluminum between the grains, which ■ n the surface zones of the workpieces during use chromizing and aluminizing treatment can occur.
Die Vorbehandlung zur Chromierung wird unter solchen Bedingungen vorgenommen, daß die Bildung von Oberflächenzonen vermieden wird, welche durchThe pretreatment for chroming is carried out under such conditions that the formation of surface zones is avoided, which by
ao eine zu starke Chromanreicherung spröde geworden sind. Die Werkstücke werden mit einer Behandlungsmasse chromiert, bei welcher ultrafeine Nickel-Chrom-Pulver benutzt werden, welche durch vorherige Erhitzung eines Gemischs aus ultrafeinem Pulver vonao too strong a chromium enrichment has become brittle. The workpieces are chromed with a treatment compound, in which ultra-fine nickel-chromium powder can be used, which is obtained by preheating a mixture of ultra-fine powder of
»5 magnesothermischem Chrom (25 Gewichtsprozent), feinem Nickelpulver (10 Gewichtsprozent) und feinem geglühtem Aluminiumoxyd (65 Gewichtsprozent), welchen 1 Gewichtsprozent Ammoniumchlorid, zugesetzt wurde, hergestellt wurden. Die so hergestellten Reaktionsmassen zur Chromierung werden durch Zusatz von 1 Gewichtsprozent Chrompulver und 0,5% Ammoniumchlorid oder -bromid zwischen verschiedenen Arbeitsgängen aufrechterhalten. In dem hier vorliegenden Fall erfahren die Werkstücke eine Chromierungsbehandlung von 6 Stunden bei 1050° C unter einer Wasserstoffschutzatmosphäre. Die Behandlung ergibt die Bildung von glatten Chromdiffusionshüllen mit einem homogenen halbglänzenden Aussehen, welche infolge ihres begrenzten Chromgehalts in kaltem Zustand plastisch sind und eine gleichmäßige Dicke von etwa 35 Mikron haben.»5 magnesothermal chromium (25 percent by weight), fine nickel powder (10 percent by weight) and fine Annealed aluminum oxide (65 percent by weight), to which 1 percent by weight ammonium chloride was added was made. The reaction masses prepared in this way for chromating are made by addition of 1% by weight chromium powder and 0.5% ammonium chloride or bromide between various Maintain operations. In the present case, the workpieces undergo a chroming treatment of 6 hours at 1050 ° C under a protective hydrogen atmosphere. The treatment results in the formation of smooth chrome diffusion shells with a homogeneous semi-glossy appearance, which, due to their limited chromium content, are plastic in the cold state and are uniform About 35 microns thick.
Die so chromierten Werkstücke erfahren dann eine zusätzliche Behandlung zur plastischen Chromierung und Aluminisierung unter den im vorhergehenden Beispiel beschriebenen Bedingungen. Die Werkstücke besitzen dann ein homogenes halbglänzendes Oberflächenaussehen und sind von Diffusionslegierungen, umhüllt, welche gleichzeitig einen hohen Chrom- und Aluminiumgehalt haben und deren Gesamtdicke etwa 65 Mikron erreicht. Diese Hüllen sind im kalten und warmen Zustand plastisch und bieten Werkstücke bis etwa 1050° C einen sehr wirksamen Schutz gegen Verbrennungsgase von Brennstoffen, deren Schwefelgehalt 3 bis 4% erreichen kann.The workpieces chromed in this way then undergo an additional treatment for plastic chromizing and aluminizing under the conditions described in the previous example. Own the workpieces then a homogeneous semi-gloss surface appearance and are made of diffusion alloys, encased, which at the same time have a high chromium and aluminum content and their total thickness about Reached 65 microns. These covers are plastic when cold and warm and offer workpieces up to around 1050 ° C a very effective protection against combustion gases from fuels, their sulfur content Can reach 3 to 4%.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19848888A1 (en) * | 1998-10-23 | 2000-04-27 | Mtu Muenchen Gmbh | Apparatus for aluminizing blades and gas channel elements of gas turbines has containers formed as a torus-like rotation symmetrical annular box |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10347363A1 (en) * | 2003-10-11 | 2005-05-12 | Mtu Aero Engines Gmbh | Method for locally alitating, silicating or chromating metallic components |
US7390534B2 (en) | 2003-10-31 | 2008-06-24 | General Electric Company | Diffusion coating process |
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EP2188412A1 (en) * | 2007-09-13 | 2010-05-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Corrosion-resistant pressure vessel steel product, a process for the production thereof and a gas turbine component |
DE102011078605A1 (en) * | 2011-07-04 | 2013-01-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Temperature-stable component made of a refractory metal and method for the production thereof |
CN109385598A (en) * | 2017-08-07 | 2019-02-26 | 江苏大学 | A kind of nickel base superalloy neutral salt bath chromaluminizing medium and its technique |
CN112046099B (en) * | 2020-08-25 | 2024-06-04 | 合肥工业大学 | Preparation method of magnesium-lithium/titanium composite board with high bonding strength and low density |
CN114686872A (en) * | 2022-03-25 | 2022-07-01 | 长沙理工大学 | Strong corrosion-resistant Ta alloy coating and preparation method thereof |
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1967
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- 1967-06-23 GB GB2923067A patent/GB1186924A/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19848888A1 (en) * | 1998-10-23 | 2000-04-27 | Mtu Muenchen Gmbh | Apparatus for aluminizing blades and gas channel elements of gas turbines has containers formed as a torus-like rotation symmetrical annular box |
DE19848888C2 (en) * | 1998-10-23 | 2003-08-21 | Mtu Aero Engines Gmbh | Arrangement for powder pack coating |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE700348A (en) | 1967-12-01 |
GB1186924A (en) | 1970-04-08 |
DE1621303A1 (en) | 1971-05-13 |
SE330115B (en) | 1970-11-02 |
FR1490744A (en) | 1967-08-04 |
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