RU2110603C1

RU2110603C1 - Method of oxidizing iron-carbon alloys

Info

Publication number: RU2110603C1
Application number: RU96116675A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Желтов; Р.Е. Глинер; А.А. Колпаков; С.А. Косоногова; А.К. Малевский; В.Л. Маслов; В.Н. Старостин; В.М. Чураев
Original assignee: Открытое акционерное общество "ГАЗ"
Priority date: 1996-08-19
Filing date: 1996-08-19
Publication date: 1998-05-10

Abstract

FIELD: iron alloys. SUBSTANCE: iron-carbon alloys are heated at 600-900 C in mixture containing water vapor and air at weight ratio ranging from 0.02 to 200 (the higher temperature, the larger ratio). EFFECT: increased corrosion resistance of oxide coating of alloys without any technology complication.

Description

Изобретение относится к области металловедения и, в частности, к химико-термической обработке металлов и сплавов. The invention relates to the field of metallurgy and, in particular, to chemical-thermal treatment of metals and alloys.

Целью способа оксидирования является повышение коррозионной стойкости оксидного покрытия железоуглеродистых сплавов без усложнения технологии. The purpose of the oxidation method is to increase the corrosion resistance of the oxide coating of iron-carbon alloys without complicating the technology.

Известен способ оксидирования сталей по патенту РФ 2049148, в среде водяного пара при давлении около 10 МПа и температуре 540^oC, позволяющий восстанавливать пленку магнетита на стальных поверхностях. Однако необходимость поддержания высокого давления пара при его выполнении сильно ограничивает возможности применения этого способа.A known method of oxidizing steels according to the patent of the Russian Federation 2049148, in water vapor at a pressure of about 10 MPa and a temperature of 540 ^o C, allowing to restore the magnetite film on steel surfaces. However, the need to maintain a high vapor pressure during its implementation greatly limits the possibilities of using this method.

Указанный недостаток частично устраняет способ оксидирования железоуглеродистых сплавов по патенту РФ 1809839 (прототип предлагаемого изобретения). Он выполняется в печной атмосфере водяного пара и неконтролируемого содержания воздуха при нормальном давлении и более высоких температурах, в среднем 600^oC. Этим способом получают оксидные покрытия, повышающие износостойкость и термостойкость железоуглеродистых сплавов. Однако эти покрытия не обладают удовлетворительной коррозионной стойкостью, поскольку не обладают достаточной плотностью и толщиной.This drawback partially eliminates the method of oxidizing iron-carbon alloys according to the patent of the Russian Federation 1809839 (prototype of the invention). It is carried out in a furnace atmosphere of water vapor and uncontrolled air content at normal pressure and higher temperatures, an average of 600 ^o C. In this way, oxide coatings are obtained that increase the wear resistance and heat resistance of iron-carbon alloys. However, these coatings do not have satisfactory corrosion resistance, since they do not have sufficient density and thickness.

Этот недостаток устраняет способ оксидирования железноуглеродистых сплавов по предполагаемому изобретению. Поставленная в нем цель достигается тем, что в известном способе, включающем нагрев и выдержку изделий при температуре нагрева в смеси водяного пара и воздуха, выдержку производят при температурах 600-900^oC, а массовое отношение водяного пара и воздуха поддерживают в интервале 0,02-200, причем с повышением температуры выдержки это отношение увеличивают.This disadvantage eliminates the method of oxidation of iron-carbon alloys according to the proposed invention. The goal set in it is achieved by the fact that in the known method, including heating and holding products at a heating temperature in a mixture of water vapor and air, exposure is carried out at temperatures of 600-900 ^o C, and the mass ratio of water vapor and air is maintained in the range of 0.02 -200, and with an increase in the holding temperature, this ratio is increased.

Заявляемые значения интервалов температур и массового отношения ингредиентов являются оптимальными с точки зрения получения антикоррозионного качества покрытия, поскольку выход за их пределы приводит к получению слишком тонких, рыхлых или легко отслаивающихся оксидных слоев и пониженными антикоррозионными свойствами. The declared values of the temperature ranges and the mass ratio of the ingredients are optimal from the point of view of obtaining the anticorrosive quality of the coating, since going beyond them leads to obtaining too thin, loose or easily exfoliating oxide layers and reduced anticorrosive properties.

Предлагаемый способ оксидирования осуществляют следующим образом. The proposed method of oxidation is as follows.

Пример 1. Нагрев пластин из листовой стали 08 кп с чистотой поверхности 6-8 класса производят в шахтной печи типа США до температуры 660±10^oC и производят выдержку в течение 1 ч в атмосфере промышленного сжатого воздуха ГОСТ 9010-80 (группа 3), предварительно увлажненного путем барботирования через емкость с водой при 20^oC. Вследствие этого содержание воды в воздухе повышают с 1,580 г/кг (по ГОСТ 9010-80) до 0,02 кг/кг, которое измеряют по уменьшению массы воды в барботере. После выдержки пластины охлаждают вместе с печью до 200^oC. Полученный оксидный слой имел толщину 20 мкм и не показал заметной коррозии в течение 14 сут в парах кипящего 15%-го водного раствора поваренной соли. Сравнительные испытания аналогичных пластин, оксидированных при 580^oC в парах воды с неконтролируемым содержанием воздуха, показали язвенную коррозию уже через 2 сут.Example 1. The heating of plates made of 08 kp sheet steel with a surface cleanliness of grade 6-8 is carried out in a US type shaft furnace to a temperature of 660 ± 10 ^o C and held for 1 hour in an atmosphere of industrial compressed air GOST 9010-80 (group 3) , pre-moistened by sparging through a container of water at 20 ^o C. As a result, the water content in the air is increased from 1.580 g / kg (according to GOST 9010-80) to 0.02 kg / kg, which is measured by the decrease in the mass of water in the bubbler. After exposure, the plates are cooled together with the furnace to 200 ^° C. The obtained oxide layer had a thickness of 20 μm and showed no noticeable corrosion for 14 days in pairs of a boiling 15% aqueous solution of sodium chloride. Comparative tests of similar plates, oxidized at 580 ^o C in water vapor with uncontrolled air content, showed ulcerative corrosion after 2 days.

Пример 2. Отливки из высокопрочного чугуна нагревают в жароупорном контейнере в печи до 900^oC и выдерживают при этой температуре в течение 30 мин при подаче в контейнер воды и сжатого воздуха в массовом отношении 200. Это отношение измеряют по показаниям дозирующего устройства подачи воды и воздушного ротаметра. В результате на поверхностях отливки был получен оксидный слой толщиной 30 мкм, коррозионно стойкий в течение 10 сут в условиях, аналогичных указанным в примере 1. Аналогичные отливки с оксидным покрытием, полученным при 550^oC в паровой среде с неконтролируемым содержанием воздуха, показали заметную коррозию после испытаний в течение 1 сут.Example 2. Castings of ductile iron are heated in a refractory container in an oven to 900 ^° C and kept at this temperature for 30 minutes when water and compressed air are supplied in a container in a mass ratio of 200. This ratio is measured by the readings of a water and air metering device rotameter. As a result, an oxide layer with a thickness of 30 μm was obtained on the surfaces of the casting and was corrosion resistant for 10 days under conditions similar to those described in Example 1. Similar castings with an oxide coating obtained at 550 ^° C in a vapor medium with an uncontrolled air content showed noticeable corrosion. after testing for 1 day.

Использование предполагаемого изобретения обеспечивает, то сравнению с прототипом, повышение коррозионной стойкости изделий на порядок величины. Using the alleged invention provides, then, compared with the prototype, increasing the corrosion resistance of products by an order of magnitude.

Claims

The method of oxidation of iron-carbon alloys, including heating and aging in a mixture containing steam, characterized in that the exposure is carried out at 600 - 900 ^o With a mixture containing water vapor and air at a mass ratio of 0.02 - 200.0, with increasing holding temperatures increase this ratio.