SU1135801A1

SU1135801A1 - Composition for complex casehardening of metal products

Info

Publication number: SU1135801A1
Application number: SU833599325A
Authority: SU
Inventors: Леонид Абрамович Васильев
Original assignee: Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1983-06-01
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1985-01-23

Description

IfSIfS

:д х: dx

Р I Изобретение относитс к металлургии , в частности к химико-термической обработке, а именно к составам дл совместного насьпцени кремнием и ванадием металлических изделий, Состав может быть использован дл повышени износо, жаро-и коррозионной стойкости металлических изделий в машиностроительной, металлургической , .авиационной и других отрасл х промьшшенности. Известен состав дл одновременного насыщени сталей кремнием и вана дием, содержащий окислы вольфрама и алюмини , силикокальций и хлористый аммоний. Высока температура иасьш1е ни и низка насыщающа способность этого состава ограничивают его применение ij . Наиболее близким к изобретению п технической сущности и достигаемому результату вл етс .состав 2J дл комплексного насьш1ени стальных изделий , содержащий мае.%: Окись ванади 30-40 Силикокальций 35-40 Окись меди10-15 Хлористый аммоний 2-4 Окись алюмини Остальное Насыщение в известном составе ста ли У8 при в течение Л ч приводит к формированию диффузионного сло толщиной 35-45 мкм. Недостатком известного состава вл етс низка насыщающа способность при температурах 800 С и ниже Повышение температуры насыщени не позвол ет примен ть известный состав дл ванадийсилицировани изделий из титана и его сплавов, нагрев которых выше.температуры полиморфного превращени 880°с) вызывает рост зерн в сплаве и резкое снижение механических свойств изделий. Цель изобретени - повьш1ение насыщающей способности состава. Поставленна цель достигаетс тем, что состав дл комплексного на щени металлических изделий, содержащий окись ванади , кремнийсодержащее вещество, медьсодержащее вещество и активатор, дополнительно содержит алюминий, в качестве кремний содержащего вещества - порошок кремни , медьсодержащего вещества - порошок меди, а в качестве активатора фтористый алюминий при следукмцем соотнпгаснии компонентов, мас.%: 1 Окись ванади 20-30 Алюминий8-12 Порошок кремни 49-61 Порошок меди 6-10 Фтористый алюминий 1-3 Повышение насыщающей способности предлагаемого состава происходит за счет образовани при температуре насыщени жидко-металлической эвтектической фазы системы А1-Си ( по диаграмме состо ни ), интенсифицирующей процесс насьш1енй сплава кремнием и одновременно служащей транспортом дл поставки к Hacbmjaeмой поверхности ванади , восстановленного кремнием из его окисла. В известном составе при температурах насьш ени 850-900®С жидкометаллической фазы не образуетс , поэтому в известном составе процесс иасьш1ени кремнием и ванадием происходит в осrtoBHOM через газовую фазу (через образование галогенидов кремни и ванади I, а в предлагаемом - как через газовую, так и через жидкую (значительно интенсивнее . Повьш ение насыщающей способности предлагаемого состава одновременно ведет к увеличению жаростойкости насыщаемых изделий . Пример. Провод т насыщение стали У8 и титановых сплавов ВТ1-0 и ОТ4 при 850-900°С в течение 4 ч в различных по количеству вход щих компонентов составах. Сравнительные данные приведены в табл.1. Испытани жаростойкости титанового сплава ОТ 4 при 1000°С в течение 25 и 50 ч в предлагаемом составе приводит к удельному изменению массы на 20-30 и 30-40 г/м, а после насьш1ени в известном составе - на 45 и 250 г/м соответственно. В предлагаемом составе уменьшение вводимого в насыщающую смесь алюмини ниже 8% уменьшает эффект интенсификации , а повьщ1ение его содержани (выше 12%) приводит к ухудшению поверхности насьщ1аемых изделий за счет образовани налипов. Дополнительные данные приведены в табл. 2. Из табл.1 и 2 видно, что насыщающа способность предлагаемого состава дл диффузионного ванадийсилицировани в 5-7 раз вьш1е, чем дл известного .P I The invention relates to metallurgy, in particular to chemical and heat treatment, namely to compounds for joint silicon and vanadium metal products. The composition can be used to increase wear, heat and corrosion resistance of metal products in engineering, metallurgical, and aviation. and other industries. A known composition for the simultaneous saturation of steels with silicon and van hydrogen, containing oxides of tungsten and aluminum, silicocalcium and ammonium chloride. The high temperature and the low and saturating capacity of this compound limits its use ij. The closest to the invention of the technical essence and the achieved result is the composition 2J for the complex end of steel products containing May.%: Vanadium oxide 30-40 Silikokaltsy 35-40 Oxide of copper 10-15 Ammonium chloride 2-4 Alumina Rest Saturation in the well-known the composition of the steel U8 when for L h leads to the formation of a diffusion layer 35–45 µm thick. A disadvantage of the known composition is low saturation ability at temperatures of 800 ° C and lower. Increasing the saturation temperature does not allow using the known composition for vanadium silicating products made of titanium and its alloys, whose heating is higher. The polymorphic transformation temperature (880 ° C) causes grain growth in the alloy and sharp decrease in mechanical properties of products. The purpose of the invention is to increase the saturability of the composition. The goal is achieved by the fact that the composition for complex metal products, containing vanadium oxide, silicon-containing substance, copper-containing substance and activator, additionally contains aluminum, silicon-containing powder, copper powder as silicon-containing substance, and fluoride as activator aluminum at the following ratio of components, wt.%: 1 Vanadium oxide 20-30 Aluminum8-12 Silicon powder 49-61 Copper powder 6-10 Aluminum fluoride 1-3 Increased saturating ability of aemogo composition occurs due to the formation at the saturation temperature of liquid-phase metal eutectic A1-Si system (on state diagram) with mixing process nassh1eny silicon alloy and simultaneously serves for delivery to the transport surface Hacbmjaemoy vanadium, silicon reduced from its oxide. In the known composition at temperatures of 850-900 ° C saturation, the liquid metal phase does not form, therefore, in the known composition, the silicon and vanadium iassation process takes place in the osrtoBHOM through the gas phase (through the formation of silicon and vanadium I halides) and through the liquid (much more intense. Increasing the saturability of the proposed composition at the same time leads to an increase in the heat resistance of saturable products. Example. Saturation of U8 steel and VT1-0 and OT4 titanium alloys is carried out at 850–900 ° C during 4 h in various compositions of the number of incoming components. Comparative data is given in Table 1. The heat resistance test of titanium alloy OT 4 at 1000 ° C for 25 and 50 h in the proposed composition leads to a specific weight change of 20-30 and 30 -40 g / m, and after saturation in a known composition - by 45 and 250 g / m, respectively.In the proposed composition, a decrease in the aluminum introduced into the saturating mixture below 8% reduces the effect of intensification, and an increase in its content (above 12%) leads to the surface of the products at the expense of formed adhered. Additional data are given in Table. 2. From Tables 1 and 2 it can be seen that the saturability of the proposed composition for diffusional vanadium siliconization is 5–7 times higher than for the known.

Составы насыщающей смеси,The compositions of the saturating mixture

п/ мас.%p / wt.%

Т б .п и ц а 1T b .p and c a 1

i Толщина диффузионного сло , мкм, при температуре Сi The thickness of the diffusion layer, microns, at a temperature C

ИзвестныйFamous

V,20 +35CK25-i-lOCuO+ +4NH.C1-H V, 20 + 35CK25-i-lOCuO + + 4NH.C1-H

ПредлагаемыеOffered

2 20V O +8Al+6lSi+10Cu+IAlF2 20V O + 8Al + 6lSi + 10Cu + IAlF

325V 05-t- OAl+55Si+8Cu+2AlF325V 05-t- OAl + 55Si + 8Cu + 2AlF

430V Og+12AH-49Si+6Cu+3AlF430V Og + 12AH-49Si + 6Cu + 3AlF

Составы насьпцающей смеси, п/п I мас.%The compositions nazpaetsa mixture p / p I wt.%

I 20V О +6Al+63Si+10Cu-HAlFI 20V O + 6Al + 63Si + 10Cu-HAlF

2 30V Og + 14A-l+47Si+6Cu- -3AlF2 30V Og + 14A-l + 47Si + 6Cu- -3AlF

4545

20 720 7

10ten

2525

350 50350 50

90 6011090 60110

380 55380 55

9595

105 55105 55

370 55370 55

90 5590 55

100100

Таблица 2table 2

Толщина диффузионного сло мкм, при темпе ратуре, СThickness of diffusion layer, micron, at temperature, С

10 3010 30

1414

2121

5050

бпределение затруднено из-за образовани налиповThe definition is difficult due to the formation of tacks.

Claims

COMPOSITION FOR INTEGRATED SATURATION OF METAL PRODUCTS, honeycomb containing vanadium oxide, silicon-containing substance, copper-containing substance And activator, characterized in that, in order to increase the saturation ability of the composition, it additionally contains aluminum, as a silicon-containing substance - silicon powder, copper-containing substance - copper, and as an activator - fluoride, aluminum in the following ratio of components wt.%:

Vanadium oxide 20-30 Aluminum 8-12 Silicon powder 49-61 Copper powder 6-10 Aluminum fluoride 1-3 $ to e

roastnr