SU1557194A1

SU1557194A1 - Состав дл хромосилицировани стальных изделий

Info

Publication number: SU1557194A1
Application number: SU884426937A
Authority: SU
Inventors: Ольга Владимировна Каспарова; Андрей Анатольевич Зорин; Яков Михайлович Колотыркин
Original assignee: Предприятие П/Я А-7629
Priority date: 1988-05-18
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1990-04-15

Abstract

Изобретение относитс к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к комплексным процессам диффузионного насыщени в порошках, и может быть использовано в химической и металлургической промышленности дл повышени коррозионной стойкости стальных изделий, изготавливаемых преимущественно из углеродистых сталей. Цель - повышение коррозионной стойкости стальных изделий. Состав дл хромосилицировани стальных изделий содержит 55-60 мас.% хрома, 3-5 мас.% кремни , 5-7 мас.% гидрида кальци , 1-2 мас.% галогенида аммони и остальное окись алюмини . В качестве галогенида аммони вз ты хлорид или бромид, или фторид, или иодид аммони . Введение гидрида кальци в состав дл хромосилицировани практически предотвращает образование на поверхности обрабатываемых углеродистых сталей карбонитридов хрома типа CR₂ (NC), ухудшающих коррозионную стойкость. Использование данного состава позвол ет повысить коррозионную стойкость стальных изделий хромосилицированных углеродистых сталей в растворах 98%-ной серной кислоты в 12,5 раза, а в растворах 27-65%-ной азотной кислоты в @ 3,5-5 раз по сравнению с насыщением в известном составе соответственно увеличить срок службы изделий в высокоагрессивных средах. 2 табл.

Description

Изобретение относитс к металлургии , в частности к химико-термической обработке, а именно к комплексным процессам диффузионного насыщени в порошках, и может быть использовано в химической и металлургической промыш-- ленности дл повышени коррозионной стойкости стальных изделий, изготавливаемых преимущественно из углеродистых сталей. ,

Состав дл хромосилицировани стальных изделий, изготавливаемых преимущественно из углеродистых сталей, содержит хром, кремний, галогенид аммони , окись алюмини и гидрид каль-. ци при следующем соотношении компонентов , мас.%:

Хром

Кремний

Гидрид кальци

Галогенид аммони

Окись алюмини

В качестве галогенида аммони могут быть введены хлорид, фторид, бромид или иодид аммони , имеющие следующее функциональное назначение.

Хром (ТУ Й-5-7б-7б) электролитический рафинированный (перед введени55-60

3-5

5-7

1-2 Остальное

СП СП KJ

со

Ј

- 5

м в шихту измельченный в шаровой ельнице в порошок) вл етс поставиком активных атомов хрома, взаимоействующих с углеродом основы с обазованием коррозионно-стойких карби ов хрома.

Кремний кристаллический (ТУ 2169 -69) способствует повышению коррозионной стойкости в сильноокислительных ... средах за счет образовани устойчивых пассивирующих пленок, состо щих в основном из Si02.

Галогениды аммони NH4Cl (ТУ3773 -72), NH4F (ТУ4518-75), NH4 (ТУ3764- {5 -75) вл ютс активаторами процесса.

Окись алюмини (ТУ8136-85) инертный наполнитель.

Введением гидрида кальци (ТУ14-1- 1737-76) в состав смеси практически подавл етс образование на поверхности обрабатываемых углеродистых сталей карбонитридов хрома типа Cr(NC), ухудшающих коррозионную стойкость. Согласно результатам рентгеновского 25 фазового анализа, проведенного на установке ДРОН-3 (Си Коб-излучение, никелевый фильтр), количество карбонитридов хрома на поверхности углеродистой стали 45 уменьшаетс при этом с 100 до ЈМО%, а основной фазой внешней зоны диффузионного сло становитс более коррозионно-стойкий карбид хрома типа Сг С6.

При температуре 600°С гидрид кальци разлагаетс на кальций и водо- 5 род. При температуре химико-термической обработки кальций, по-видимому, взаимодействует с азотом активатора с образованием тугоплавкого соединени Ca3N2 и таким образом преп тст- 40 вует диффузии азота в сталь. Помимо взаимодействи с азотом активатора, кальций может частично окисл тьс кислородом воздуха, наход щимс в контейнере , с образованием тугоплавкой 45 окиси кальци , а также с окисью алюмини и кремнием. В результате в состав вводитс некоторое избыточное количество гидрида кальци по сравнению с тем, которое требуетс дл св зыва- 50 ни им азота активатора.

В табл. 1 представлены результаты экспериментальной проверки 18 составов . Дл хромосилицировани было составлено 7, из которых № 4-7, 1, 16, 55 18 показали оптимальные результаты. Все компоненты смеси (в том числе хром электролитический) использовали

30

5

...

{5

25

40 45 50

55

30

в виде порошков. Смесь засыпали в контейнер из нержавеющей стали, куда одновременно загружали образцы из углеродистой стали 45. Контейнер с плавким затвором загружали в камерную печь, нагретую до 1100вС, выдерживали при этой температуре 5 ч, после чего охлаждали с печью 300°С, а затем на воздухе. Испытани хромосилици- рованных образцов на коррозионную стойкость проводили в растворах 98%- ной серной кислоты при 90°С, в 27%-ной азотной кислоте при 4о°С в течение 48 ч (табл.2) и в растворе 65%-ной азотной кислоты при 400Со Скорость коррозии определ ли по потер м массы образцов.

В табл. 1 приведены данные о скорости коррозии (К) хромосилицирован- ной углеродистой стали 45 после испытаний в течение 72 ч в 65%-ной HNOj при 40°С.

Из табл. 1 видно, что хромосилици- рование углеродистой стали 45 в предлагаемом составе (по сравнению с прототипом ) повышает ее коррозионную стойкость в растворе 65%-ной азотной кислоты в 5 раз. При содержании хрома и кремни в насыщающей смеси ниже нижнего предела коррозионна стойкость снижаетс , а при содержании этих элементов в смеси выше верхнего предела происходит спекание смеси (№ 11, 12). В случае содержани гидрида кальци в насыщающей смеси ниже нижнего предела (if 3) или при содержании хлорида аммони в смеси выше верхнего предела (№ 8) количество гидрида кальци оказываетс недостаточным дл св зывани им азота .активатора При содержании гидрида кальци в смеси выше верхнего предела {№ 9) коррозионна стойкость снижаетс , а при концентрации хлорида аммони в смеси ниже нижнего предела уменьшаетс насыщающа способность смеси.

Как видно из табл.2, хромосилициро- вание углеродистой стали 45 в предлагаемом составе по сравнению с известным приводит к повышению коррозионной стойкости стальных изделий в 98%-ной серной кислоте в 12,5 раз, а в 27%-ной азотной кислоте - в 355 раза.

Таким образом, коррозионна стойкость стальных изделий после хромосилицировани в предлагаемом составе повышаетс в 98%-ной серной кислоте в 12,5 раз, а в растворах 27 б5%-ной

азотной кислоты - в 3, раз, что позволит увеличить срок службы изделий в высокоагрессивных средах.

Claims

Формула изобретени

Состав дл хромосилицировани стальных изделий, изготавливаемых преимущественно из углеродистых сталей , содержащий хром, кремний, гало- генид аммони и окись алюмини , о т

личающийс тем, что с целью повышени коррозионной стойкости, он дополнительно содержит гидрид кальци при следующем соотношении компонентов , масД:

Хром55-60

Кремний3 5

Гидрид кальци 5 7

Галогенид аммони 1-2

Окись алюмини Остальное

Таблица

№ смеси

Состав насыщающей смеси, мас,%

Состав насыщающей смеси,

К, г/мг- ч

Скорость коррозии, г/м-ч