RU2015204C1 - Состав для комплексного насыщения стальных изделий, работающих при высоких температурах - Google Patents
Состав для комплексного насыщения стальных изделий, работающих при высоких температурах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2015204C1 RU2015204C1 SU4946833A RU2015204C1 RU 2015204 C1 RU2015204 C1 RU 2015204C1 SU 4946833 A SU4946833 A SU 4946833A RU 2015204 C1 RU2015204 C1 RU 2015204C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chromium
- ammonium
- molybdenum
- heat resistance
- ferrochrome
- Prior art date
Links
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, а именно к порошковым составам для диффузионного многокомпонентного насыщения деталей термического производства. Сущность изобретения: состав содержит, мас.%: хром или феррохром 40 - 70; гексафторсиликат аммония 0,2 - 5,0; гигофтормолибдат аммония 2,2 - 3,0; инертная добавка остальное. В качестве инертной добавки состав содержит или окись алюминия, или окись магния, или кварцевый песок. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к порошковым составам для диффузионного многокомпонентного насыщения, используемым при обработке несущей оснастки для термической и химико-термической обработки деталей серийного и массового производства.
Известен состав [1] для комплексного насыщения стальных изделий, включающий порошок хрома, порошок молибдена, четырехбромистый цирконий, хлористый аммоний и окись алюминия, мас.%: порошок хрома 20-30 порошок молибдена 10-20 четырехбромистый цирконий 10-20 хлористый аммоний 1-3 окись алюминия остальное.
Недостатком известного состава является то, что при его использовании низка жаростойкость изделий и их разгаростойкость.
Цель изобретения - повышение жаростойкости изделий и их разгаростойкости до 1200оС.
Поставленная цель обеспечивается составом для комплексного насыщения стальных изделий, работающих при высоких температурах, включающим хромсодержащее вещество, молибденсодержащее вещество и инертную добавку, который дополнительно содержит гексафторсиликат аммония, в качестве хромсодержащего вещества - хром или феррохром, а в качестве молибденсодержащего вещества - гигофтормолибдат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%: хром или феррохром 40-70 гексафторсиликат аммония 0,2-5,0 гигофтормолибдат аммония 2,2-3,0 инертная добавка остальное.
В качестве инертной добавки в состав вводят окись алюминия или магния, или кварцевый песок.
Состав готовят следующим образом.
Хромсодержащую добавку (хром, феррохром) и инертный наполнитель (окись алюминия или магния, или кварцевый песок) подсушивают в течение 2-4 ч при 120-140оС. Затем добавляют гексафторсиликат аммония и гигофтормолибдат аммония, взятые в виде порошка. Все ингредиенты тщательно перемешивают в биконусном смесителе в течение 1,5-2 ч. При этом все ингредиенты берутся по гранулометрическому составу в пределах от 40 до 90 мкм.
Конкретные составы (заявляемый и прототип) представлены в табл. 1. Диффузионному насыщению в данных смесях подвергались цилиндрические образцы из стали 4Х5МФС диаметром 15 мм и высотой 5 мм.
Обрабатываемые образцы укладывают в контейнер диаметром 80 мм и высотой 120 мм, изготовленный из нержавеющей стали Х23Н18. Контейнер с образцами засыпают одним из испытываемых составов и герметизируют с помощью плавкого затвора из порошка борного ангидрида с температурой плавления 450оС.
Контейнер при комнатной температуре загружают в электропечь сопротивления и нагревают до 1050оС с последующей выдержкой при этой температуре в течение 6 ч. Затем контейнер охлаждают до комнатной температуры и снова нагревают до 580оС с выдержкой 1,5-2 ч. После охлаждения образцы извлекают из контейнера и подвергают металлографическим исследованиям и механическим испытаниям по общепринятым методикам. Результаты испытаний приведены в табл.2.
Перед каждой последующей химико-термической обработкой проводят регенерацию смеси, добавляя в нее ингредиенты в соответствии с табл.3.
Испытания на водостойкость проводили следующим образом. Образцы помещали в алундовые тигли и подвергали отжигу при 900оС в течение 500 ч. Жаростойкость оценивали по удельному изменению массы образцов.
При испытании на разгаростойкость образцы подвергались термоциклированию (Т = 900 20оС). Разгаростойкость оценивали по количеству циклов до появления трещин разгара и удельному изменению массы образца.
Для определения влияния динамических нагрузок при высоких температурах исследовали изменения твердости по Виккерсу при температурах 20, 800 и 1000оС на приборе АК-HF (Япония) в вакууме 10 мм рт.ст. при нагрузке на индикатор 1 кг.
На основании испытаний установлено, что заявляемые пределы хромсодержащей добавки определяют из условий образования необходимого диффузионного слоя, обладающего требуемыми физико-механическими характеристиками, такими как твердость, жаростойкость и разгаростойкость.
Содержание хрома и феррохрома менее 40% резко уменьшает толщину диффузионного слоя, а более 70% приводит к нарушению технологичности насыщающей смеси, в частности к ее спеканию, что затрудняет извлечение деталей из контейнера.
Повышение содержания инертного наполнителя (окиси алюминия, окиси магния или кварцевого песка) до 60% снижает спекаемость насыщающей смеси, повышая ее технологичность.
Нижнюю границу содержания активаторов определяют исходя из образования требуемого количества фторидов молибдена и кремния для осуществления процесса массопереноса при диффузионном насыщении. Повышение содержания активаторов приводит к повышенному газовыделению, что влечет за собой нарушение сплошности плавкого затвора. Это негативно отражается на сплошности слоя и чистоте поверхности.
Влияние предлагаемой комплексной добавки - гигофтормолибдата аммония (NН4)3 Mo2F9) на улучшение физико-механических и физико-химических свойств диффузионного слоя можно объяснить следующим.
В процессе химико-термической обработки при достижении температуры 320-330оС происходит разложение гексафторсиликата аммония и гигофтормолибдата аммония. Образовавшиеся фториды кремния и молибдена при температуре 850-900оС адсорбируются на поверхности стального изделия с последующим осаждением кремния и молибдена. При дальнейшем нагреве образуется слой из карбидов кремния и молибдена, а затем идет процесс образования карбидохромового покрытия Cr23C6 с дисперсными включениями карбидов Mo и Si. Отличительной особенностью формирующегося покрытия является образование дополнительной прослойки из дисилицида молибдена MoSi2. Эта прослойка длительное время предохраняет материал от окисления в процессе высокотемпературной эксплуатации, так как имея низкую скорость окисления, не выгорает. В процессе эксплуатации часть атомов кремния из прослойки диффундирует к поверхности и образует оксидную пленку SiO2. Эта пленка благодаря своему кристаллическому строению обладает хорошими защитными свойствами от окисления.
Таким образом обработка в смеси заявляемого состава приводит к формированию многослойного покрытия, увеличивающего ресурс работы обрабатываемых изделий благодаря дополнительному, по сравнению с прототипом, образованию прослойки из дисилицида молибдена MoSi2 на границе раздела карбидного слоя и матрицы и формированию на поверхности пленки оксида кремния SiO2 в процессе высокотемпературной эксплуатации. Известные покрытия на основе карбидов хрома предохраняют изделия от окисления до температуры 90оС. Разработанное покрытие позволяет увеличить температурный интервал его защитных свойств до 1200оС.
Claims (1)
1. СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, РАБОТАЮЩИХ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ, включающий хромсодержащее вещество, молибденсодержащее вещество и инертную добавку, отличающийся тем, что, с целью повышения жаростойкости изделий и их разгаростойкости до 1200oЦ, он дополнительно содержит гексафторсиликат аммония, в качестве хромсодержащего вещества - хром или феррохром, а в качестве молибденсодержащего вещества - гигофтормолибдат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хром или феррохром 40 - 70
Гексафторсиликат аммония 0,2 - 5,0
Гигофтормолибдат аммония 2,2 - 3,0
Инертная добавка Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве инертной добавки он содержит окись алюминия, или окись магния, или кварцевый песок.
Хром или феррохром 40 - 70
Гексафторсиликат аммония 0,2 - 5,0
Гигофтормолибдат аммония 2,2 - 3,0
Инертная добавка Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве инертной добавки он содержит окись алюминия, или окись магния, или кварцевый песок.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4946833 RU2015204C1 (ru) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Состав для комплексного насыщения стальных изделий, работающих при высоких температурах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4946833 RU2015204C1 (ru) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Состав для комплексного насыщения стальных изделий, работающих при высоких температурах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015204C1 true RU2015204C1 (ru) | 1994-06-30 |
Family
ID=21579985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4946833 RU2015204C1 (ru) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Состав для комплексного насыщения стальных изделий, работающих при высоких температурах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2015204C1 (ru) |
-
1991
- 1991-06-20 RU SU4946833 patent/RU2015204C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1617052, кл. C 23C 10/52, 1989. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
McKamey et al. | A study of pest oxidation in polycrystalline MoSi2 | |
Kumar et al. | Effect of Zr addition on microstructure, hardness and oxidation behavior of arc-melted and spark plasma sintered multiphase Mo-Si-B alloys | |
AU2003219230B2 (en) | Products for the protection of continuous cast moulds for cast-iron pipes | |
US2887420A (en) | Surface treatments for articles made from heat resisting alloys | |
RU2015204C1 (ru) | Состав для комплексного насыщения стальных изделий, работающих при высоких температурах | |
Becker et al. | Interaction of Fe‐Containing, Secondary Al–Si Alloy with Oxide and Carbon‐Containing Ceramics for Fe Removal | |
Lipiński Sr | Effect of Sr, Ti and B additions as powder and a preliminary alloy with Al on microstructure and tensile strength AlSi9Mg alloy | |
JP2002523620A (ja) | 変性ニッケル−クロム−アルミニウム−鉄合金 | |
US3168380A (en) | Columbium base alloys | |
Heckel et al. | Aluminide coating of iron | |
SU872597A1 (ru) | Состав дл диффузионного насыщени | |
Knotek et al. | Reactions between NiCrBSi matrixes and cabride additives in coatings during treatment | |
SU1502658A1 (ru) | Состав дл многокомпонентного насыщени тугоплавких металлов | |
SU1161587A1 (ru) | Состав для диффузионного бороникклиробания стальных изделии | |
SU1539235A1 (ru) | Порошковый состав дл хромотитанировани стальных изделий | |
SU1617050A1 (ru) | Состав дл комплексного диффузионного насыщени стальных изделий | |
SU1073330A1 (ru) | Состав дл хромотитанировани стальных изделий | |
KR100257379B1 (ko) | 고내열성 페인트 조성물 및 이를 이용한 피복방법 | |
SU1559001A1 (ru) | Состав дл карбохромировани стальных деталей | |
SU908942A1 (ru) | Состав дл комплексного насыщени стальных изделий | |
SU1168626A1 (ru) | Состав дл алюмосилицировани изделий из хромоникелевых сталей | |
SU1138431A1 (ru) | Состав дл силицировани изделий из металлов и сплавов | |
SU392169A1 (ru) | Способ получения жаростойких покрытий на жаропрочных сплавах | |
SU1601196A1 (ru) | Состав дл молибденосилицировани изделий из титановых сплавов | |
SU631552A1 (ru) | Материал дл нанесени защитного покрыти на огнеупорную футеровку конвертора |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070621 |