RU2725503C1

RU2725503C1 - Method of producing heat-resistant coatings on steel

Info

Publication number: RU2725503C1
Application number: RU2019144651A
Authority: RU
Inventors: Леонид Моисеевич Гуревич; Виктор Георгиевич Шморгун; Сергей Петрович Писарев; Артем Игоревич Богданов; Олег Викторович Слаутин; Виталий Павлович Кулевич; Алексей Геннадьевич Серов
Priority date: 2019-12-28
Filing date: 2019-12-28
Publication date: 2020-07-02

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to the technology of producing coatings on metals using explosive energy and can be used in making parts of power and chemical plants having high heat resistance. A three-layer stack consisting of a fixed steel plate and symmetrically arranged on both sides of the fechral driver plates with thickness of 0.8–1 mm is made. Welding is carried out by explosion of said plates at specified speed of detonation of explosive charges. Height of charges of explosive substance and welding gap between plates are selected from the condition of obtaining specified speed of their collision. Then aluminizingof fechral layers of welded billet is performed in melt of silumin of AL2 grade and heat treatment of obtained billet.EFFECT: technical result of the invention is to increase the working temperature of heat-resistant coatings in oxidative gaseous media and simplify the method of producing coatings.1 cl, 2 dwg, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к технологии получения покрытий на металлах с помощью энергии взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано при изготовлении деталей энергетических и химических установок, обладающих повышенной жаростойкостью.The invention relates to a technology for producing coatings on metals using the energy of explosives (BB) and can be used in the manufacture of parts of power and chemical plants with high heat resistance.

Известен способ получения жаростойкого интерметаллидного покрытия на поверхности пластины из низкоуглеродистой стали, при котором алюминиевую пластину размещают между пластинами из низкоуглеродистой стали. На поверхности одной из стальных пластин полученного пакета размещают заряд ВВ и осуществляют его сварку взрывом при регламентированных скоростных режимах соударения пластин и скорости детонации заряда ВВ. Термическую обработку сваренной трехслойной заготовки проводят при температуре 660-665°С в течение 0,7-1 ч, затем охлаждают с печью до температуры 640-650°С, выдерживают при этой температуре 2-3 ч с последующим охлаждением на воздухе, приводящим к самопроизвольному отделению алюминия от слоев низкоуглеродистой стали по интерметаллидным диффузионным прослойкам, с образованием при этом на поверхности каждой из двух стальных пластин сплошного жаростойкого покрытия системы алюминий-железо (Патент РФ №2649920, МПК В23К 20/08, С23С 26/00, опубл. 05.04.2018, бюл. №10).A known method of obtaining a heat-resistant intermetallic coating on the surface of a plate of low carbon steel, in which an aluminum plate is placed between the plates of low carbon steel. An explosive charge is placed on the surface of one of the steel plates of the resulting package and its explosion welding is carried out under the regulated speed conditions of plate collision and the explosive charge detonation speed. The heat treatment of the welded three-layer billet is carried out at a temperature of 660-665 ° C for 0.7-1 h, then it is cooled with an oven to a temperature of 640-650 ° C, kept at this temperature for 2-3 h, followed by cooling in air, leading to spontaneous separation of aluminum from low-carbon steel layers through intermetallic diffusion layers, with the formation on the surface of each of two steel plates of a continuous heat-resistant coating of the aluminum-iron system (RF Patent No. 2649920, IPC V23K 20/08, C23C 26/00, published 05.04.04 .2018, bull. No. 10).

К недостаткам данного способа следует отнести возможность нанесения таких покрытий лишь с одной стороны плоских стальных изделий, а также недостаточно высокую жаростойкость получаемого по этому способу покрытия, поскольку его допускаемая рабочая температура в окислительных газовых средах не превышает 950-1000°С, что весьма ограничивает возможности применения данного способа при изготовлении жаростойких деталей энергетических и химических установок.The disadvantages of this method include the possibility of applying such coatings on only one side of flat steel products, as well as the insufficiently high heat resistance of the coating obtained by this method, since its allowable working temperature in oxidizing gas environments does not exceed 950-1000 ° C, which greatly limits the possibilities the application of this method in the manufacture of heat-resistant parts of power and chemical plants.

Наиболее близким по техническому уровню и достигаемому результату является способ получения покрытия, при котором сваривают взрывом пакет из никелевой пластины с заданной толщиной и стальной пластины, осуществляют горячую прокатку сваренного двухслойного пакета при температуре 900-950°С с обжатием до толщины никелевого слоя, составляющей 0,3-0,5 его исходной толщины. Сваривают взрывом эту биметаллическую заготовку и алюминиевую пластину при скорости детонации заряда ВВ 2000-2700 м/с. Высоту заряда ВВ, а также сварочный зазор между метаемой алюминиевой пластиной и никелевым слоем неподвижной биметаллической заготовки выбирают из условия получения скорости их соударения в пределах 420-500 м/с. Термообработку сваренной трехслойной заготовки для образования сплошной интерметаллидной диффузионной прослойки между алюминием и никелем проводят при температуре 600-630°С в течение 1,5-7 ч с охлаждением на воздухе, приводящим к самопроизвольному разделению алюминия и никеля по интерметаллидной диффузионной прослойке. На поверхности стальной пластины получают жаростойкое покрытие из интерметаллидов системы алюминий-никель с малой амплитудой шероховатостей поверхности, имеющее пониженную склонность к образованию трещин при теплосменах, с рабочей температурой в окислительных газовых средах до 1000°С (Патент РФ №2486999, МПК В23К 20/08, С23С 26/00, опубл. 10.07.2013, бюл. №19 - прототип).The closest in technical level and the achieved result is a method for producing a coating in which a packet of a nickel plate with a given thickness and a steel plate is welded by explosion, the welded two-layer packet is hot rolled at a temperature of 900-950 ° С with compression to a nickel layer thickness of 0 , 3-0.5 of its original thickness. Explosive weld this bimetallic billet and aluminum plate at a detonation velocity of the explosive charge of 2000-2700 m / s. The height of the explosive charge, as well as the welding gap between the throwable aluminum plate and the nickel layer of the stationary bimetallic billet, is selected from the condition of obtaining the speed of their impact within 420-500 m / s. Heat treatment of a welded three-layer billet to form a continuous intermetallic diffusion layer between aluminum and nickel is carried out at a temperature of 600-630 ° C for 1.5-7 hours with cooling in air, which leads to spontaneous separation of aluminum and nickel along the intermetallic diffusion layer. On the surface of the steel plate, a heat-resistant coating of intermetallic compounds of the aluminum-nickel system is obtained with a small amplitude of surface roughness, which has a reduced tendency to crack during heat exchange, with a working temperature in oxidizing gas environments of up to 1000 ° C (RF Patent No. 2486999, IPC V23K 20/08 , С23С 26/00, publ. 07/10/2013, bull. No. 19 - prototype).

Недостатки данного способа такие же, как у описанного выше: возможность нанесения жаростойких покрытий лишь с одной стороны плоских стальных изделий, а также недостаточно высокая жаростойкость получаемого по этому способу покрытия. Его допускаемая рабочая температура в окислительных газовых средах не превышает 950-1000°С, что ограничивает возможности применения данного способа при изготовлении жаростойких деталей энергетических и химических установок.The disadvantages of this method are the same as those described above: the possibility of applying heat-resistant coatings on only one side of flat steel products, as well as the insufficiently high heat resistance of the coating obtained by this method. Its allowable working temperature in oxidizing gas environments does not exceed 950-1000 ° C, which limits the possibility of using this method in the manufacture of heat-resistant parts of power and chemical plants.

В связи с этим важнейшей задачей является создание нового способа получения жаростойких покрытий на стальных изделиях, как плоской, так и сложной формы, по новой технологической схеме формирования фазового состава покрытий, их структуры и служебных свойств. In this regard, the most important task is to create a new method for producing heat-resistant coatings on steel products, both flat and complex shapes, according to a new technological scheme for the formation of the phase composition of coatings, their structure and service properties.

Техническим результатом заявленного способа является значительное повышение рабочей температуры жаростойких покрытий в окислительных газовых средах и упрощение способа получения покрытий.The technical result of the claimed method is a significant increase in the operating temperature of heat-resistant coatings in oxidizing gas environments and a simplification of the method for producing coatings.

Указанный технический результат достигается в предлагаемом способе получения жаростойких покрытий на стали, включающем составление пакета из неподвижной стальной пластины и метаемой пластины, содержащей материал покрытия, осуществление сварки взрывом этих пластин, нанесение алюминиевого покрытия, термообработку полученной заготовки для формирования на поверхности пластины, содержащей материал покрытия, диффузионного слоя и охлаждение на воздухе стальной пластины с нанесёнными слоями покрытия, причем упомянутый пакет составляют с симметричным размещением между двумя метаемыми фехралевыми пластинами, содержащими материал покрытия, толщиной 0,8-1 мм неподвижной стальной пластины толщиной не менее 3 мм, при этом используют одинаковые заряды взрывчатого вещества, которые располагают с двух сторон пакета на поверхностях фехралевых пластин, сварку взрывом осуществляют при одновременном инициировании в упомянутых зарядах взрывчатого вещества процесса детонации со скоростью детонации в каждом из них, равной 2240-2950 м/с, а высоту зарядов взрывчатого вещества и сварочные зазоры между свариваемыми металлами выбирают из условия получения скорости соударения фехралевых пластин с стальной пластиной в пределах 610-710 м/с, алюминиевые покрытия наносят алитированием обоих фехралевых слоёв сваренной трёхслойной заготовки в расплаве силумина марки АЛ2 при температуре 720-760 °С в течение 0,1-0,25 ч, полученную при этом заготовку нагревают до температуры 950-1050 °С, выдерживают при этой температуре в течение 15-25 ч с формированием с двух её сторон жаростойких слоёв, состоящих из продуктов диффузионного взаимодействия компонентов силумина с фехралевыми слоями.The specified technical result is achieved in the proposed method for producing heat-resistant coatings on steel, including compiling a package of a fixed steel plate and a throwable plate containing coating material, performing explosion welding of these plates, applying an aluminum coating, heat treating the resulting workpiece to form a plate containing coating material on the surface , a diffusion layer and air cooling of a steel plate with coated coating layers, said package being symmetrically placed between two throwable fechral plates containing coating material, a thickness of 0.8-1 mm of a fixed steel plate with a thickness of at least 3 mm, using the same explosive charges, which are located on both sides of the packet on the surfaces of the fechral plates, explosion welding is carried out while initiating the detonation process in the explosive charges mentioned above with a detonation speed in each and of them, equal to 2240-2950 m / s, and the height of the explosive charges and welding gaps between the metals to be welded are selected from the condition for obtaining the collision speed of fechral plates with a steel plate in the range of 610-710 m / s, aluminum coatings are applied by aluminizing both fechral layers of the welded a three-layer billet in an AL2 brand silumin melt at a temperature of 720-760 ° C for 0.1-0.25 hours, the resulting billet is heated to a temperature of 950-1050 ° C, maintained at this temperature for 15-25 hours with the formation of on both sides of it are heat-resistant layers consisting of products of diffusion interaction of silumin components with fechral layers.

Способ получения жаростойкого покрытия на стали характеризуется тем, что в качестве материала для изготовления фехралевой пластины используют сплав Х15Ю5.The method of obtaining a heat-resistant coating on steel is characterized by the fact that the alloy X15U5 is used as the material for the manufacture of the fechral plate.

Новый способ имеет существенные отличия по сравнению с прототипом как по используемым материалам и совокупности технологических приёмов и режимов, осуществляемых при реализации способа, по фазовому составу, количеству поверхностей с нанесёнными покрытиями, так и по служебным свойствам получаемых покрытий. The new method has significant differences compared with the prototype both in the materials used and in the set of technological methods and modes carried out during the implementation of the method, in phase composition, number of surfaces coated, and in the service properties of the resulting coatings.

Так предложено составлять под сварку взрывом трёхслойный пакет с симметричным размещением между двумя метаемыми фехралевыми пластинами, содержащими материал покрытия, толщиной 0,8-1 мм неподвижной стальной пластины толщиной не менее 3 мм. Сплав Х15Ю5 является жаростойким, способным работать в окислительных газовых средах при температуре до 1150 °С, но живучесть его при этом не превышает 120 часов. Поскольку такого времени живучести у ряда изделий, используемых в промышленности недостаточно, то в данном способе для повышения долговечности получаемого покрытия фехралевый слой сваренной взрывом трёхслойной заготовки предложено алитировать. Перед алитированием, при необходимости, эту заготовку можно подвергнуть формоизменению путём горячей обработки давлением, что не приводит к ухудшению качества получаемого покрытия.Thus, it was proposed to make a three-layer package for explosion welding with a symmetrical placement between two throwable fechral plates containing coating material with a thickness of 0.8-1 mm of a fixed steel plate with a thickness of at least 3 mm. The Kh15Yu5 alloy is heat-resistant, capable of working in oxidizing gas environments at temperatures up to 1150 ° C, but its survivability does not exceed 120 hours. Since such a survivability time for a number of products used in industry is insufficient, in this method, it is proposed to alite the fechral layer of an explosion-welded three-layer billet to increase the durability of the resulting coating. Before aliasing, if necessary, this preform can be subjected to shaping by hot pressure treatment, which does not lead to a deterioration in the quality of the resulting coating.

При толщине каждой фехралевой пластины менее 0,8 мм в процессе сварки взрывом у них могут происходить неконтролируемые деформации, вероятно появление нарушений сплошности, а их толщина более 1 мм является избыточной, поскольку на качество покрытия это не влияет, но приводит лишь к удорожанию получаемой продукции.With a thickness of each fechral plate less than 0.8 mm in the process of explosion welding, uncontrollable deformations can occur, the appearance of discontinuities is likely, and their thickness more than 1 mm is excessive, since this does not affect the quality of the coating, but only leads to an increase in the cost of the resulting product .

Толщину неподвижной стальной пластины предложено изготавливать толщиной не менее 3 мм. При толщине стальной пластины менее 3 мм возможны неконтролируемые деформации металлических слоев при сварке взрывом, приводящие к снижению качества получаемой продукции. При её толщине большей 3 мм ухудшения качества сварных соединений и качества получаемой продукции при соблюдении всех предлагаемых технологических режимов не происходит.The thickness of the fixed steel plate is proposed to be made with a thickness of at least 3 mm. When the thickness of the steel plate is less than 3 mm, uncontrolled deformation of the metal layers during explosion welding is possible, leading to a decrease in the quality of the products obtained. With its thickness greater than 3 mm, there is no deterioration in the quality of welded joints and the quality of the products obtained, subject to all proposed technological regimes.

Симметричное размещение между двумя метаемыми фехралевыми пластинами неподвижной стальной пластины в сочетании с использованием одинаковых зарядов ВВ, которые располагают с двух сторон пакета на поверхностях фехралевых пластин, а также осуществление сварки взрывом при одновременном инициировании в зарядах ВВ процесса детонации способствует получению одинаковых скоростных режимов с двух сторон стальной пластины, и, тем самым, обеспечению качественной сварки обоих фехралевых пластин со стальной пластиной, исключает неконтролируемые деформации получаемой заготовки. The symmetrical placement of a fixed steel plate between two throwable fechral plates in combination with the use of identical explosive charges, which are located on both sides of the stack on the surfaces of the fechral plates, as well as explosion welding while initiating the detonation process in the explosive charges, promotes the same high-speed modes from two sides steel plate, and, thus, ensuring high-quality welding of both fechral plates with a steel plate, eliminates uncontrolled deformation of the resulting workpiece.

Предложено использовать при сварке взрывом заряды ВВ со скоростью детонации в каждом из них, равной 2240-2950 м/с, а высоту зарядов взрывчатого вещества и сварочные зазоры между свариваемыми металлами выбирать из условия получения скорости соударения фехралевых пластин с стальной пластиной в пределах 610-710 м/с, что обеспечивает надежную сварку пластин между собой, исключает нарушение сплошности металлических пластин, появление непроваров и других дефектов при сварке взрывом. It is proposed that explosive charges be used in explosive welding with a detonation velocity in each of them equal to 2240-2950 m / s, and the explosive charge height and welding gaps between the metals to be welded should be selected from the condition for obtaining the speed of impact of fechral plates with a steel plate in the range of 610-710 m / s, which ensures reliable welding of plates between each other, eliminates the violation of the continuity of metal plates, the occurrence of imperfections and other defects during explosion welding.

При скорости детонации обоих зарядов ВВ и скорости соударения металлических пластин в трёхслойном пакете выше верхних предлагаемых пределов возможны неконтролируемые деформации металлических слоёв с нарушениями их сплошности, что может привести к невозможности дальнейшего практического использования сваренной при этом заготовки. При скорости детонации зарядов ВВ и скоростях соударения металлических пластин в трёхслойном пакете ниже нижних предлагаемых пределов возможно появление непроваров в зонах соединения металлов, что приводит к появлению брака получаемой продукции.When the detonation velocity of both explosive charges and the collision velocity of metal plates in a three-layer package are higher than the upper proposed limits, uncontrolled deformation of metal layers with violation of their continuity is possible, which can lead to the impossibility of further practical use of the workpiece welded with this. At a detonation velocity of explosive charges and collision speeds of metal plates in a three-layer package below the lower proposed limits, the occurrence of lack of fusion in the zones of metal joining, which leads to the appearance of defective products.

Предложено алюминиевые покрытия наносить алитированием обоих фехралевых слоёв сваренной трёхслойной заготовки в расплаве силумина марки АЛ2 при температуре 720-760 °С в течение 0,1-0,25 ч. При необходимости эту заготовку можно предварительно подвергнуть формоизменению.It is proposed that aluminum coatings be applied by aluminizing both fechral layers of a welded three-layer billet in an AL2 grade silumin melt at a temperature of 720-760 ° C for 0.1-0.25 hours. If necessary, this billet can be pre-shaped.

Операция алитирования обеспечивает необходимые условия для получения сплошных диффузионных слоёв на поверхностях фехралевых слоёв необходимой толщины и с необходимыми свойствами. В процессе алитирования на предлагаемых режимах силумин АЛ2 переходит в жидкое состояние, при этом весьма существенно увеличивается скорость диффузионных процессов между компонентами, входящими в его состав, и компонентами фехралевых слоёв, что способствует получению за короткое время этой операции на их поверхностях сплошных многокомпонентных диффузионных слоёв, из которых при дальнейшей термической обработке формируются жаростойкие покрытия с требуемыми свойствами.The alitizing operation provides the necessary conditions for obtaining continuous diffusion layers on the surfaces of fechral layers of the required thickness and with the necessary properties. In the process of alitizing at the proposed modes, silumin AL2 goes into the liquid state, while the speed of diffusion processes between the components that make up it and the components of the fechral layers increases very significantly, which contributes to the production of continuous multicomponent diffusion layers on their surfaces, of which during further heat treatment heat-resistant coatings with the required properties are formed.

При температуре и времени алитирования ниже нижних предлагаемых пределов не обеспечивается необходимая прочность сцепления диффузионных слоёв с фехралевыми слоями, что может приводить к появлению брака у получаемой продукции. Температура и время алитирования выше верхних предлагаемых пределов являются избыточными, поскольку это приводит к снижению служебных свойств у получаемых покрытий.At the temperature and time of alitizing below the lower proposed limits, the necessary adhesion of the diffusion layers to the fechral layers is not provided, which can lead to the appearance of defects in the resulting product. The temperature and aliasing time above the upper proposed limits are excessive, since this leads to a decrease in the service properties of the resulting coatings.

Сплав марки АЛ2 является наиболее подходящим для процесса алитирования фехралевых слоёв, поскольку обладает высокой жидкотекучестью, способствующей получению сплошных диффузионных слоёв, содержит в необходимом количестве компоненты, способствующие повышению жаростойкости получаемых покрытий.Alloy of the AL2 grade is the most suitable for the process of aluminizing fechral layers, since it has high fluidity, which facilitates the production of continuous diffusion layers, and contains the necessary components to increase the heat resistance of the resulting coatings.

Алитированную заготовку предложено подвергать термической обработке: нагревать до температуры 950-1050 °С, выдерживать при этой температуре в течение 15-25 ч для формирования на поверхностях фехралевых слоёв жаростойких слоёв, состоящих из продуктов диффузионного взаимодействия компонентов силумина с фехралевыми слоями. В процессе такой термической обработки происходит трансформация диффузионных слоёв, полученных при алитировании, в слои, обладающими необходимыми служебными свойствами и толщиной. It has been proposed to heat-treat the aluminized preform: heat it to a temperature of 950-1050 ° C, hold it at this temperature for 15-25 hours to form heat-resistant layers on the surfaces of the fechral layers, consisting of the products of the diffusion interaction of the components of silumin with fechral layers. In the process of such heat treatment, the diffusion layers obtained by alitization are transformed into layers having the necessary service properties and thickness.

При температуре и времени термической обработки ниже нижних предлагаемых пределов жаростойкость получаемых покрытий оказывается недостаточной. Температура и время термической обработки выше верхних предлагаемых пределов являются избыточными, поскольку не приводят к повышению служебных свойств получаемых покрытий. At a temperature and time of heat treatment below the lower proposed limits, the heat resistance of the resulting coatings is insufficient. The temperature and time of heat treatment above the upper proposed limits are excessive, since they do not lead to an increase in the service properties of the resulting coatings.

После термической обработки стальную пластину с нанесёнными с двух её сторон сплошными жаростойкими покрытиями охлаждают на воздухе, поскольку такое охлаждение является наиболее дешевым способом снижения температуры, не приводящим к повреждению полученного по предлагаемому способу покрытия.After heat treatment, a steel plate with continuous heat-resistant coatings applied on both sides is cooled in air, since such cooling is the cheapest way to reduce the temperature without damaging the coating obtained by the proposed method.

На фиг. 1 в качестве примера показан внешний вид стального изделия с внутренней полостью, с нанесёнными на него жаростойкими покрытиями, полученного с применением перед операцией алитирования горячей обработки давлением первоначально плоской заготовки. In FIG. 1, an example is shown of the appearance of a steel product with an internal cavity, with heat-resistant coatings applied thereon, obtained using an initially flat billet prior to the operation of aluminizing a hot working.

На фиг. 2 показана часть поперечного сечения полученного изделия с указанием расположения в нём слоёв, где позиции 1, 2 - наружные слои покрытий, состоящие из продуктов диффузионного взаимодействия компонентов силумина с фехралевыми слоями, 3, 4- промежуточные фехралевые слои, 5- стальной слой.In FIG. Figure 2 shows a part of the cross section of the obtained product, indicating the location of the layers in it, where positions 1, 2 are the outer layers of coatings, consisting of the products of the diffusion interaction of the components of silumin with fechral layers, 3, 4- intermediate fechral layers, 5- steel layer.

Предлагаемый способ получения жаростойких покрытий на стали осуществляется в следующей последовательности. Очищают от окислов и загрязнений свариваемые металлические пластины и составляют трёхслойный пакет с симметричным размещением между двумя метаемыми фехралевыми пластинами с толщиной каждой из них 0,8-1 мм, неподвижной стальной пластины с толщиной не менее 3 мм, при этом для изготовления фехралевых пластин предложено использовать сплав Х15Ю5. Пластины в пакете располагают параллельно друг другу на расстоянии одинаковых технологических сварочных зазоров. Располагают с двух сторон пакета на метаемых фехралевых пластинах защитные прослойки из высокоэластичного материала, например, из резины, с одинаковыми зарядами ВВ, располагают полученную сборку вертикально на песчаном грунте и осуществляют сварку взрывом полученной при этом сборки путём одновременного взрыва зарядов ВВ с помощью электродетонатора и двух отрезков детонирующих шнуров равной длины. Скорость детонации каждого заряда ВВ должна быть равной 2240-2950 м/с, при этом их высоту, а также сварочные зазоры между соединяемыми металлами выбирают из условия получения скорости соударения метаемых фехралевых пластин с стальной пластиной в пределах 610-710 м/с. The proposed method for producing heat-resistant coatings on steel is carried out in the following sequence. The weldable metal plates are cleaned of oxides and contaminants and a three-layer bag is formed with a symmetrical placement between two throwable fechral plates with a thickness of 0.8-1 mm each, a fixed steel plate with a thickness of at least 3 mm, while it is proposed to use fechral plates for the manufacture of Kh15Yu5 alloy. The plates in the bag are placed parallel to each other at a distance of the same technological welding gaps. On both sides of the bag, protective layers of highly elastic material, for example, rubber, with the same explosive charges are placed on the fechral plate to be thrown, they are placed vertically on sandy soil and they are welded by explosion of the assembly obtained by simultaneously exploding explosive charges with an electric detonator and two pieces of detonating cords of equal length. The detonation velocity of each explosive charge should be equal to 2240-2950 m / s, while their height, as well as the welding gaps between the metals to be joined, are selected from the condition for obtaining the collision speed of the throwable fechral plates with a steel plate within 610-710 m / s.

После сварки взрывом, например, на фрезерном станке, обрезают у сваренной трёхслойной заготовки боковые кромки с краевыми эффектами, при необходимости подвергают формоизменению, после чего у такой заготовки, закреплённой в специальном приспособлении, алитируют фехралевые слои, например, в электропечи, в расплаве силумина марки АЛ2, при температуре 720-760 °С, в течение 0,1-0,25 ч. After explosion welding, for example, on a milling machine, side edges with edge effects are cut off from a welded three-layer workpiece, they are shaped if necessary, after which fechral layers, for example, in an electric furnace, in a silumin melt of the brand are aluminized in such a workpiece fixed in a special device AL2, at a temperature of 720-760 ° C, for 0.1-0.25 hours

Затем полученную заготовку нагревают в электропечи до температуры 950-1050 °С, выдерживают при этой температуре в течение 15-25 ч, после чего стальное изделие с нанесёнными на его поверхности сплошными жаростойкими покрытиями охлаждают на воздухе. В результате с двух сторон стальной, при необходимости формоизменённой вместе с фехралевыми слоями пластины, получают жаростойкие покрытия, каждое из которых состоит из наружного слоя, состоящего из продуктов диффузионного взаимодействия компонентов силумина с фехралевым слоем толщиной 0,2-0,3 мм и промежуточного фехралевого слоя толщиной около 0,7-0,9 мм. Then, the obtained billet is heated in an electric furnace to a temperature of 950-1050 ° C, maintained at this temperature for 15-25 hours, after which the steel product with continuous heat-resistant coatings deposited on its surface is cooled in air. As a result, heat-resistant coatings are obtained on both sides of a steel plate, if necessary shaped together with fechral layers, each of which consists of an outer layer consisting of diffusion products of silumin components with a fechral layer 0.2-0.3 mm thick and an intermediate fechral a layer about 0.7-0.9 mm thick.

При этом обеспечивается получение жаростойких покрытий на стальных изделиях, как плоской, так и сложной формы, с рабочей температурой жаростойкого покрытия в окислительных газовых средах на 150-200 °С превосходящей рабочую температуру изделий по прототипу. This ensures the production of heat-resistant coatings on steel products, both flat and complex shapes, with a working temperature of the heat-resistant coating in oxidizing gas environments at 150-200 ° C exceeding the working temperature of the products of the prototype.

Кроме этого, происходит упрощение способа получения покрытия за счет его осуществления без использования в технологической схеме дорогостоящего никеля и операции прокатки, с сокращением количества операций сварки взрывом до одной.In addition, there is a simplification of the method for producing a coating due to its implementation without the use of expensive nickel and the rolling operation in the technological scheme, with a reduction in the number of explosion welding operations to one.

Сущность способа поясняется примерами. Все примеры, в том числе и пример по прототипу, приведены в таблице с указанием основных технологических режимов получения покрытий, состава и толщин свариваемых материалов, а также свойств полученного продукта.The essence of the method is illustrated by examples. All examples, including the example of the prototype, are shown in the table indicating the main technological modes for producing coatings, the composition and thickness of the materials being welded, as well as the properties of the resulting product.

Пример 1 (см. таблицу, пример 1).Example 1 (see table, example 1).

Очищают от окислов и загрязнений две фехралевые пластины из сплава Х15Ю5, а также пластину из стали 12Х1МФ, из которых составляют трёхслойный пакет с симметричным размещением между двумя метаемыми фехралевыми пластинами неподвижной стальной. Пластины в пакете располагают параллельно друг другу на расстоянии одинаковых технологических сварочных зазоров. Размеры фехралевых пластин: длина 300 мм, ширина 200 мм, толщина д₁=0,8 мм. У стальной пластины длина и ширина такие же, как у фехралевой, но толщина д₂=3 мм. При сборке пакета предварительно, с помощью компьютерной технологии, определяют величину необходимых сварочных зазоров h. Для сварки взрывом пакета выбрано ВВ из рекомендуемого диапазона со скоростью детонации D_вв=2240 м/с. Такую скорость обеспечивает ВВ, представляющее собой смесь из 50% порошкообразного аммонита 6ЖВ и 50% аммиачной селитры. ВВ помещают в два контейнера длиной каждого из них 320 мм, шириной 220 мм, с обеспечением высоты каждого заряда ВВ Н_вв=20 мм. Располагают с двух сторон пакета на метаемых фехралевых пластинах защитные прослойки из высокоэластичного материала, например, из резины толщиной 2 мм, защищающие поверхности метаемых фехралевых пластин от повреждений продуктами детонации ВВ, а на их поверхностях устанавливают заряды ВВ. Для получения скорости соударения металлических слоёв в пределах предлагаемого диапазона, при выбранных параметрах зарядов ВВ, величина сварочного зазора равна: h=1,5 мм, что обеспечивает скорость соударения слоёв при сварке взрывом V=610 м/с. Располагают полученную сборку вертикально на песчаном грунте и осуществляют сварку взрывом полученной при этом сборки путём одновременного взрыва зарядов ВВ с помощью электродетонатора и двух отрезков детонирующих шнуров равной длины. После сварки взрывом, например, на фрезерном станке, обрезают у сваренной трёхслойной заготовки боковые кромки с краевыми эффектами. После обрезки длина заготовки 280 мм, ширина - 180 мм. Two fechral plates made of Х15Ю5 alloy and also a plate made of 12Kh1MF steel are cleaned from oxides and contaminants, of which a three-layer bag with a symmetrical placement between two throwable fechral plates fixed steel is made. The plates in the bag are placed parallel to each other at a distance of the same technological welding gaps. Dimensions fechral plates: length 300 mm, width 200 mm, thickness d ₁ = 0.8 mm. The length and width of a steel plate are the same as that of a fechral, but the thickness is d ₂ = 3 mm. When assembling the package previously, using computer technology, determine the amount of required welding gaps h. For explosion welding explosive package is selected from the recommended range, with the speed of detonation D = 2240 _cc m / s. This speed is provided by explosives, which is a mixture of 50% powdered ammonite 6GV and 50% ammonium nitrate. BB is placed in two containers each length 320 mm, width 220 mm, height ensuring each explosive charge _cc H = 20 mm. On both sides of the bag, protective layers of highly elastic material, for example, of rubber 2 mm thick, are placed on both sides of the bag, protecting the surfaces of the being thrown fechral plates from damage by explosive detonation products, and explosive charges are installed on their surfaces. To obtain the collision speed of metal layers within the proposed range, with the selected explosive charge parameters, the value of the welding gap is: h = 1.5 mm, which ensures the speed of collision of the layers during explosion welding V = 610 m / s. The resulting assembly is positioned vertically on sandy ground and explosion welding is carried out by the assembly obtained by simultaneously blasting explosive charges using an electric detonator and two pieces of detonating cords of equal length. After explosion welding, for example, on a milling machine, side edges with edge effects are cut off from a welded three-layer workpiece. After trimming, the workpiece is 280 mm long and 180 mm wide.

Формоизменение сваренной заготовки производили путём горячей штамповки, при этом в ней была сформирована внутренняя полость. Forming of the welded billet was carried out by hot stamping, while an internal cavity was formed in it.

После формоизменения у полученной заготовки очищают от окислов и загрязнений наружные поверхности, закрепляют её в специальном приспособлении и алитируют фехралевые слои, например, в электропечи, в расплаве силумина марки АЛ2, при температуре t_ал=720 °С в течение 0,25 ч, затем полученную заготовку нагревают в электропечи до температуры t_то=1050 °С, выдерживают при этой температуре в течение ф_то=15 ч, после чего стальное изделие с нанесёнными с двух её сторон сплошными жаростойкими покрытиями охлаждают на воздухе. В результате с двух сторон стального изделия с внутренней полостью (см. фиг. 1, 2) получают жаростойкие покрытия, в виде наружных слоёв, состоящих из продуктов диффузионного взаимодействия компонентов силумина с фехралевыми слоями с толщиной каждого д_инт=0,3 мм и промежуточных слоёв из сплава Х15Ю5 с толщиной каждого д_ф=0,7 мм. After shaping, the obtained surfaces are cleaned from oxides and contaminants on the outer surfaces, fixed in a special device, and the fechral layers are alitized, for example, in an electric furnace, in an AL2 grade silumin melt, at a temperature t _al = 720 ° C for 0.25 h, then the resulting preform was heated in an electric furnace until _the temperature t = 1050 ° C, kept at this temperature for _the p = 15 hours, after which the steel product with applied with its two sides by solid heat-resistant coatings cooled in air. As a result, heat-resistant coatings are obtained on both sides of a steel product with an internal cavity (see Fig. 1, 2), in the form of outer layers consisting of products of diffusion interaction of silumin components with fechral layers with a thickness of each d _int = 0.3 mm and intermediate layers of alloy Kh15Yu5 with a thickness of each d _f = 0.7 mm.

Допускаемая рабочая температура полученных покрытий на стали в окислительных газовых средах достигает 1150°С, что на 150-200 °С выше, чем у изделий, получаемых по прототипу, а живучесть при этой температуре не менее, чем в 30 раз выше, чем у сплава Х15Ю5. Суммарная толщина стального изделия с покрытиями д_и=5 мм. Промежуточный фехралевый слой из сплава Х15Ю5 исключает возможность появления микротрещин в стальном слое со стороны наружного слоя покрытия, а также обеспечивает дополнительную защиту стали от окисления в нагретых газовых средах. The permissible operating temperature of the resulting coatings on steel in oxidizing gas environments reaches 1150 ° C, which is 150-200 ° C higher than that of products obtained by the prototype, and survivability at this temperature is not less than 30 times higher than that of the alloy X15YU5. The total thickness of the steel product with coatings d _and = 5 mm. An intermediate fechral layer made of Х15Ю5 alloy eliminates the possibility of microcracks in the steel layer from the side of the outer coating layer, and also provides additional protection for steel from oxidation in heated gas environments.

Пример 2 (см. таблицу, пример 2).Example 2 (see table, example 2).

То же, что в примере 1, но внесены следующие изменения.The same as in example 1, but the following changes.

Толщина каждой фехралевой пластины д₁=0,9 мм, у стальной пластины толщина д₂=4 мм. Для сварки взрывом трёхслойного пакета выбрано ВВ из рекомендуемого диапазона со скоростью детонации D_вв=2580 м/с. Такую скорость обеспечивает ВВ, представляющее собой смесь из 75% порошкообразного аммонита 6ЖВ и 25% аммиачной селитры. ВВ помещают в два контейнера с обеспечением высоты каждого заряда ВВ Н_вв=20 мм. Для получения скорости соударения металлических слоёв в пределах предлагаемого диапазона, при выбранных параметрах заряда ВВ, величина сварочных зазоров равна h=1,8 мм, что обеспечивает скорость соударения слоёв при сварке взрывом V=660 м/с. The thickness of each fechral plate is d ₁ = 0.9 mm; for a steel plate, the thickness is d ₂ = 4 mm. For packet-layer explosion welding explosive is selected from the recommended range, with the speed of detonation D = 2580 _cc m / s. This speed is provided by explosives, which is a mixture of 75% powdered ammonite 6GV and 25% ammonium nitrate. BB is placed in two containers with provision height of each explosive charge _cc H = 20 mm. To obtain the collision speed of metal layers within the proposed range, with the explosive charge parameters selected, the size of the welding gaps is h = 1.8 mm, which ensures the speed of collision of the layers during explosion welding V = 660 m / s.

Фехралевые слои алитируют при температуре t_ал=740 °С в течение 0,15 ч, затем полученную заготовку нагревают в электропечи до температуры t_то=1000 °С, выдерживают при этой температуре в течение ф_то=20 ч.Fechral layers alitiruyut at a temperature t _al = 740 ° C for 0.15 h, then the resulting workpiece is heated in an electric furnace to a temperature t _then = 1000 ° C, kept at this temperature for f _to = 20 hours

Результаты получения жаростойких покрытий на стали те же, что в примере 1, но толщина их наружных слоёв д_инт=0,25 мм, у обоих промежуточных слоёв из сплава Х15Ю5 толщина каждого из них д_ф=0,8 мм. Суммарная толщина стального изделия с покрытиями д_и около 6,1 мм. The results of obtaining heat-resistant coatings on steel are the same as in example 1, but the thickness of their outer layers d _int = 0.25 mm, for both intermediate layers of alloy X15YU5 the thickness of each of them d _f = 0.8 mm. The total thickness of the steel product with coatings d _and about 6.1 mm.

Пример 3 (см. таблицу, пример 3).Example 3 (see table, example 3).

Толщина каждой фехралевой пластины д₁=1 мм, у стальной пластины толщина д₂=6 мм. Для сварки взрывом трёхслойного пакета выбрано ВВ из рекомендуемого диапазона со скоростью детонации D_вв=2950 м/с. Такую скорость обеспечивает ВВ, представляющее собой смесь из 75% порошкообразного аммонита 6ЖВ и 25% аммиачной селитры. ВВ помещают в два контейнера с обеспечением высоты каждого заряда ВВ Н_вв=20 мм. Для получения скорости соударения металлических слоёв в пределах предлагаемого диапазона, при выбранных параметрах заряда ВВ, величина сварочных зазоров равна h=1,2 мм, что обеспечивает скорость соударения слоёв при сварке взрывом V=710 м/с. Перед алитированием формоизменение сваренной трёхслойной заготовки не производилось.The thickness of each fechral plate d ₁ = 1 mm, the thickness of a steel plate d ₂ = 6 mm. For packet-layer explosion welding explosive is selected from the recommended range, with the speed of detonation D = 2950 _cc m / s. This speed is provided by explosives, which is a mixture of 75% powdered ammonite 6GV and 25% ammonium nitrate. BB is placed in two containers with provision height of each explosive charge _cc H = 20 mm. To obtain the collision speed of metal layers within the proposed range, with the explosive charge parameters selected, the size of the welding gaps is h = 1.2 mm, which ensures the speed of collision of the layers during explosion welding V = 710 m / s. Before aliasing, the forming of the welded three-layer billet was not changed.

Фехралевые слои алитируют при температуре t_ал=760 °С в течение 0,1 ч, затем полученную заготовку нагревают в электропечи до температуры t_то=950 °С, выдерживают при этой температуре в течение ф_то=25 ч.Fechral layers alitiruyut at a temperature of t _al = 760 ° C for 0.1 h, then the resulting workpiece is heated in an electric furnace to a temperature of t _then = 950 ° C, kept at this temperature for f _to = 25 hours

В результате с двух сторон стального изделия в виде пластины получают жаростойкие покрытия, в виде наружных слоёв, состоящих из продуктов диффузионного взаимодействия компонентов силумина с фехралевыми слоями с толщиной каждого д_инт=0,2 мм и промежуточных слоёв из сплава Х15Ю5 с толщиной каждого д_ф=0,95 мм. Суммарная толщина стального изделия с покрытиями д_и около 8,3 мм.As a result, heat-resistant coatings are obtained in the form of a plate on both sides of the steel product, in the form of outer layers consisting of products of the diffusion interaction of silumin components with fechral layers with a thickness of each d _int = 0.2 mm and intermediate layers of X15Y5 alloy with a thickness of each d _f = 0.95 mm. The total thickness of the steel product with coatings d _and about 8.3 mm.

ТаблицаTable

Номер
примераroom
an example Параметры трёхслойного пакета
из металлических пластинThree Layer Package Options
from metal plates Режимы сварки взрывом пакета
из металлических пластинBurst welding modes
from metal plates 11 Метаемые фехралевые пластины из сплава Х15Ю5, толщина каждой из них δ₁=0,8 мм, плакируемая (неподвижная) пластина из стали 12Х1МФ, её толщина δ₂=3 мм. Длина всех пластин в пакете равна 300 мм, ширина - 200 мм.Throwable fechral plates made of Kh15Yu5 alloy, the thickness of each of them δ ₁ = 0.8 mm, the clad (fixed) plate made of 12Kh1MF steel, its thickness δ ₂ = 3 mm. The length of all plates in the bag is 300 mm, the width is 200 mm. Состав ВВ: смесь из аммонита 6ЖВ с аммиачной селитрой в соотношении 1:1. Высота каждого заряда ВВ Н_вв=20 мм, скорость их детонации D_вв=2240 м/с, сварочные зазоры между пластинами пакета h=1,5 мм, скорость соударения метаемых фехралевых пластин со стальной пластиной V_c=610 м/с.Composition of explosives: a mixture of ammonite 6ZhV with ammonium nitrate in a ratio of 1: 1. The height of each explosive charge is N _cc = 20 mm, their detonation speed is D _cc = 2240 m / s, the welding gaps between the package plates are h = 1.5 mm, the collision speed of the missile fechral plates with a steel plate is V _c = 610 m / s. 22 То же, что в примере 1, но толщина каждой фехралевой пластины δ₁=0,9 мм, у плакируемой стальной пластины толщина δ₂=4 мм.The same as in example 1, but the thickness of each fechral plate δ ₁ = 0.9 mm, the clad steel plate thickness δ ₂ = 4 mm Состав ВВ: смесь из аммонита 6ЖВ с аммиачной селитрой в соотношении 3:1. Высота каждого заряда ВВ Н_вв=20 мм, скорость их детонации D_вв=2580 м/с, сварочные зазоры между пластинами пакета h=1,8 мм, скорость соударения V_c=660 м/с.Composition of explosives: a mixture of ammonite 6ZhV with ammonium nitrate in a ratio of 3: 1. The height of each explosive charge N _cc = 20 mm, the speed of their detonation D _cc = 2580 m / s, the welding gaps between the plates of the package h = 1.8 mm, the impact velocity V _c = 660 m / s. 33 То же, что в примере 1, но толщина каждой фехралевой пластины δ₁=1 мм, у плакируемой стальной пластины толщина δ₂=6 мм.The same as in example 1, but the thickness of each fechral plate δ ₁ = 1 mm, the clad steel plate thickness δ ₂ = 6 mm Состав ВВ: смесь из аммонита 6ЖВ с аммиачной селитрой в соотношении 3:1. Высота каждого заряда ВВ Н_вв=30 мм, скорость их детонации D_вв=2950 м/с, сварочные зазоры между пластинами пакета h=1,2 мм, скорость соударения V_c=710 м/с.Composition of explosives: a mixture of ammonite 6ZhV with ammonium nitrate in a ratio of 3: 1. The height of each explosive charge N _cc = 30 mm, the speed of their detonation D _cc = 2950 m / s, the welding gaps between the plates of the package h = 1.2 mm, the impact velocity V _c = 710 m / s. Прототип патент
РФ №2486999Prototype patent
RF №2486999 Составляют два пакета: в первом метаемая пластина из никеля марки НП1, неподвижная – из стали 12Х1МФ. После прокатки сваренного пакета второй пакет составляют из алюминия АД1 и сваренной на первом этапе биметаллической заготовки. Two packages are made up: in the first, a throwable plate made of nickel grade NP1, fixed - from steel 12Kh1MF. After rolling the welded package, the second package is made of aluminum AD1 and the bimetallic billet welded at the first stage. Состав ВВ при сварке обоих пакетов: аммонита 6ЖВ и его смеси с аммиачной селитрой в соотношении 1:1 и 3:1. Скорость детонации у применяемых зарядов ВВ D_вв=2000-2700 м/с, скорости соударения пластин от 420 до 500 м/с.The explosive composition during welding of both packages: ammonium 6GV and its mixture with ammonium nitrate in a ratio of 1: 1 and 3: 1. Detonation velocity explosive charges applied at D = _cc 2000-2700 m / s, an impact velocity of plates 420 to 500 m / s.

Продолжение таблицыTable continuation

Номер примераExample Number Метод формоизменения сваренной заготовкиMethod of forming welded workpiece Режимы алитирования фехралевых слоёвFehral layers aliasing modes Режимы термической
обработкиThermal Modes
processing 11 Горячая штамповка с формированием в заготовке внутренней полости.Hot stamping with the formation of an internal cavity in the workpiece. Алитирование ведут в расплаве силумина марки АЛ2, при температуре t_ал=720 °С в течение 0,25 ч.Alification is carried out in a silumin melt of the AL2 brand, at a temperature t _al = 720 ° C for 0.25 hours. Температура t_то=1050 °С с выдержкой при этой температуре в течение ф_то=15 ч, охлаждение на воздухе.Temperature t _to = 1050 ° C with holding at this temperature for f _to = 15 hours, cooling in air. 22 То же, что в примере 1,.Same as in example 1 ,. Алитируют при температуре t_ал=740 °С в течение 0,15 ч Alilit at a temperature t _al = 740 ° C for 0.15 hours t_то=1050 °С с выдержкой ф_то=15 ч, охлаждение на воздухе.t _to = 1050 ° C with an exposure of f _to = 15 hours, cooling in air. 33 Без формоизмененияNo change Алитируют при температуре t_ал=760 °С в течение 0,1 чAlilit at a temperature t _al = 760 ° C for 0.1 h t_то=1050 °С с выдержкой ф_то=15 ч, охлаждение на воздухе.t _to = 1050 ° C with an exposure of f _to = 15 hours, cooling in air. Прототип патент РФ №2486999Prototype RF patent No. 2486999 Формоизменение осуществляют методом прокаткиForming is carried out by rolling Алитирование в данном способе не предусмотрено. Alization in this method is not provided. Температура термической обработки 600-630 °С в течение 1,5-7 ч, охлаждение на воздухе.The temperature of the heat treatment is 600-630 ° C for 1.5-7 hours, cooling in air.

Продолжение таблицыTable continuation

Номер примераExample Number Результаты получения жаростойких покрытий на сталиThe results of obtaining heat-resistant coatings on steel 11 В результате с двух сторон стального изделия с внутренней полостью получают жаростойкие покрытия, каждое из которых в виде наружного слоя, состоящего из продуктов диффузионного взаимодействия компонентов силумина с фехралевым слоем с толщиной д_инт=0,3 мм и промежуточного слоя из сплава Х15Ю5 с толщиной д_ф=0,7 мм. Допускаемая рабочая температура полученных покрытий в окислительных газовых средах достигает 1150°С, что на 150-200 °С выше, чем у изделий, получаемых по прототипу, а живучесть при этой температуре не менее, чем в 30 раз выше, чем у сплава Х15Ю5. Суммарная толщина стального изделия с покрытиями д_и=5 мм. As a result, heat-resistant coatings are obtained on both sides of the steel product with an internal cavity, each of which is in the form of an outer layer consisting of products of the diffusion interaction of silumin components with a fechral layer with a thickness of d _int = 0.3 mm and an intermediate layer of X15Y5 alloy with a thickness of d _f = 0.7 mm. The permissible operating temperature of the obtained coatings in oxidizing gas media reaches 1150 ° C, which is 150-200 ° C higher than that of products obtained by the prototype, and survivability at this temperature is not less than 30 times higher than that of the X15Y5 alloy. The total thickness of the steel product with coatings d _and = 5 mm. 22 То же, что в примере 1, но толщина каждого наружного слоя покрытия д_инт=0,25 мм, у каждого промежуточного слоя из сплава Х15Ю5 толщина д_ф=0,8 мм. Суммарная толщина стального изделия с покрытиями д_и около 6,1 мм. The same as in example 1, but the thickness of each outer coating layer d _int = 0.25 mm, each intermediate layer of alloy X15YU5 thickness d _f = 0.8 mm. The total thickness of the steel product with coatings d _and about 6.1 mm. 33 То же, что в примере 1, но изделие в виде пластины. Толщина каждого наружного слоя д_инт=0,2 мм, у каждого промежуточного слоя из сплава Х15Ю5 толщина д_ф=0,95 мм. Суммарная толщина стального изделия с покрытием д_иоколо8,3 мм.The same as in example 1, but the product is in the form of a plate. The thickness of each outer layer d_int= 0.2 mm, each intermediate layer of Kh15Yu5 alloy has a thickness d_f= 0.95 mm. The total thickness of the coated steel product d_andnear8.3 mm. Прототип патент РФ №2486999Prototype RF patent No. 2486999 Рабочая температура одностороннего покрытия толщиной 0,045-0,065 мм с промежуточным никелевым слоем толщиной 0,3-0,6 мм не превышает 950-1000 °С что на 150-200 °С ниже, чем у изделий, получаемых по предлагаемому способу, при этом используют дефицитный и дорогостоящий никель, при осуществлении этого способа требуется дополнительная операция сварки взрывом, а также дорогостоящая операция прокатки.The operating temperature of a one-sided coating with a thickness of 0.045-0.065 mm with an intermediate nickel layer with a thickness of 0.3-0.6 mm does not exceed 950-1000 ° C, which is 150-200 ° C lower than that of products obtained by the proposed method, while using scarce and expensive nickel, the implementation of this method requires an additional explosion welding operation, as well as an expensive rolling operation.

При получении покрытия по прототипу (патент РФ №2486999) его рабочая температура не превышает 950-1000 °С, что на 150-200 °С ниже, чем у изделий, получаемых по предлагаемому способу, при этом используют дефицитный и дорогостоящий никель, при осуществлении этого способа требуется дополнительная операция сварки взрывом, а также дорогостоящая операция прокатки.Upon receipt of the coating according to the prototype (RF patent No. 2486999), its operating temperature does not exceed 950-1000 ° C, which is 150-200 ° C lower than that of products obtained by the proposed method, using scarce and expensive nickel, This method requires an additional operation of explosion welding, as well as an expensive rolling operation.

Таким образом, заявленный способ получения жаростойких покрытий на стали с помощью сварки взрывом трехслойного пакета, состоящего из двух наружных фехралевых и внутренней стальной пластины, с последующим алитированием фехралевых слоев сваренной заготовки в расплаве силумина, а также термической обработкой алитированной заготовки, как плоской, так и сложной формы, является более простым и позволяет получать жаростойкие покрытия со значительно более высокой рабочей температурой в окислительных газовых средах.Thus, the claimed method for producing heat-resistant coatings on steel by explosion welding of a three-layer package consisting of two external fechral and internal steel plates, followed by alitization of the fechral layers of the welded workpiece in a silumin melt, as well as heat treatment of the aluminized workpiece, both flat and complex shape, is simpler and allows you to get heat-resistant coatings with a significantly higher operating temperature in oxidizing gas environments.

Claims

1. A method of obtaining a heat-resistant coating on steel, comprising compiling a package of a fixed steel plate and a throwable plate containing coating material, performing explosion welding of these plates, subsequent application of an aluminum coating, heat treatment of the resulting workpiece to form a diffusion layer on the surface of the plate containing the coating material and air cooling of the steel plate with the applied coating layers, characterized in that a fechral plate is used as a throwable plate, said package being composed with a symmetrical placement of a fixed steel plate of at least 3 mm thick between two throwable fechral plates with a thickness of 0.8-1 mm, using the same explosive charges, which are located on both sides of the packet on the surfaces of the fechral plates, and explosion welding is carried out while initiating the detonation process in the explosive charges mentioned above at a detonation speed of each of them, equal to 2240-2950 m / s, while the height of the explosive charges and welding gaps between the metals to be welded are selected from the condition for obtaining the collision speed of fechral plates with a steel plate in the range of 610-710 m / s, and the aluminum coating is applied by Alification of both fechral layers of a welded three-layer workpiece in a silumin melt of grade AL2 at a temperature of 720-760 ° C for 0.1-0.25 hours, the resulting workpiece is heated to a temperature of 950-1050 ° C and kept at this temperature for 15 -25 hours with the formation of heat-resistant layers on both sides, consisting of the products of the diffusion interaction of the components of silumin with fechral layers.

2. The method according to p. 1, characterized in that the alloy Kh15Yu5 is used as the material of the fechral plates.