SU1747535A1 - Способ азотировани молибдена - Google Patents

Abstract

Использование: при защите от коррозии водоохлаждаемых изделий из молибдена, Сущность изобретени  заключаетс  в том, что издели  из молибдена нагревают до 680-780°С, выдерживают в течение 6-24 ч с последующим охлаждением в среде на основе аммиака, в которую дополнительно введен аргон з количестве 60-80 об.% 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к химико-термической обработке, в частности, к азотированию молибдена, а также к защите от коррозии, и может найти применение при производстве водоохлаж- даемых изделий из молибдена.

В металлургии известен способ азотировани  молибденовых деталей в среде диссоциированного аммиака, привод щих к образованию достаточно толстого и твердого азотированного сло ,

. Однако этот слой  вл етс  хрупким и легко растрескиваетс , в результате чего он не может заметно повысить коррозионную стойкость молибдена.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ термического азотировани  молибдена в среде аммиака при 800-950°С в течение 2 ч. При этом на поверхности молибдена образуетс  слой нитридов MoN+Mo2N толщиной 10-20 мкм.

Однако в известном способе не привод тс  данные по коррозионной стойкости

азотированного молибдена, проведенные испытани  показывают, что коррозионна  стойкость молибдена, азотированного по известному режиму в слабоокислительных средах (естественно аэрируема  вода и водно-спиртовые смеси) недостаточна,

В насто щее времл не существует надежных методов защиты молибдена в слабоокислительных средах.

Цель изобретени  - повышение корро- .зионной стойкости в слабоокислительных средах.

Азотирование согласно изобретению позвол ем получать нитридный слой, обладающий высокой сплошностью и минимальной склонностью к растрескиванию,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе азотировани  молибдена , заключающемс  в контактном нагреве молибдена до 800-950°С, изотермической выдержке при этой температуре в течение 2 ч в атмосфере аммиака и последующем охлаждении, температуру нагрева снижают

сл

ы

до 680-780°С, врем  изотермической выдержки увеличивают до 6-24 ч, а в аммиак дополнительно ввод т аргон в количестве 60-80 об %.

Использование в изобретении аргоно- аммиачной смеси, содержащей 60-80 об % А на всех стади х процесса, и снижение температуры изотермической выдержки до 680--780°С обеспечивает образование на поверхности молибдена нитридного сло . состо щего из MoN и M02N и имеющего низкую склонность к растрескиванию. При этом дл  получени  нитридного сло  достаточной толщины (5-10 мкм) необходимо уве- личить длительность изотермической выдержки до 6-24 ч. Благопри тное вли ние , азотировани  на коррозионную стойкость молибдена обусловлено следующим. Потенциал коррозии неазотированного молибдена в слабоокислительных средах, на- пример в естественно аэрируемой воде, устанавливаетс  в начале области перепас- сивации Образующийс  на молибдене в результате азотировани  слой нитридов молибдена имеет значительное перенапр - жение процесса перепассивации по сравнению с чистым молибденом, благодар  чему азотирование приводит к существенному возрастанию коррозионной стойкости молибдена в слабоокислительных средах Наиболее сильно указанный эффект про вл етс  при проведении азотировани  по предлагаемому режиму, так как в этом случае формируетс  пленка, обладающа  высокой однородностью и минимальной склонностью к растрескиванию

Роль аргона в процессе азотировани  сводитс  к следующему.

Име  более высокую атомную массу ( а.е.), чем молекул рна  масса возду- ха (29 а.е.), кислорода (32 а.е.) и аммиака (17 а.е,) аргон способствует лучшему вытеснению кислорода из прокачиваемого объема , чем аммиак и азот ( 28 а.е.). Как следует из рентгенографических данных, нитрйдный слой, полученный в азотно-ам- миачной среде, содержит незначительное количество оксида Мо02, который ухудшает его защитные свойства. В аргоно-аммиач- ной среде оксиды молибдена не образуют- с .

Аргон адсорбируетс  на поверхности молибдена значительно хуже чем азот, благодар  чему в аргоно-аммиачной смеси облегчаетс  подвод МНз к, молибдену, что способствует образованию более плотного нитридного сло 

В таблице приведены примеры, обосновывающие выбор оптимальных режимов

Скорость коррозии молибдена определ ли по переходу его ионов в раствор методом атомно-абсорбционной спектроскопии

Предлагаемый способ азотировани  молибдена реализован следующим образом

Азотирование провод т на экспериментальной установке, котора  представл ет собой кварцевый реактор, помещенный в трубчатую печь СУОЛ-0,4 2.5/15-И1 К установке подключаютс  баллоны с аргоном и аммиаком. Предварительно реактор продуваетс  аргоном в течение 1 ч дл  удалени  воздуха Затем открываетс  баллон с аммиаком , с помощью ротаметров задаетс  -содержание аргона в смеси 68 об % и одновременно включаетс  нагрев печи По достижении температуры 750°С начинаетс  изотермическа  выдержка, продолжающа с  12 ч Затем нагрев отключают и образцы охлаждаютс  вместе с печью в потоке аргона и амм иака,

Как видно из данных таблицы, азотирование молибдена по предлагаемому способу (примеры 4-8) приводит к увеличению перенапр жени  процесса перепассивации молибдена на 0 5-0,7 В, благодар  чему скорость его коррозии уменьшаетс  в 100 раз, Азотирование молибдена в среде аммиака (пример 2, прототип) и в азотно-аммиачной смеси (пример 14) приводит к значительно меньшему повышению коррозионной стойкости ( в 10 раз).

Использование предлагаемого способа азотировани  молибдена обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества: значительно увеличиваетс  перенапр жение процесса перепассивации молибдена, что делает возможным его использование в водных средах слабой и средней окислительной силы , коррозионна  стойкость азотированного молибдена в слабоокислительных средах возрастает на 2 пор дка по сравнению с исходным молибденом и на пор док по сравнению с молибденом, азотированным по известному способу

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ азотировани  молибдена, включающий нагрев, изотермическую выдержку и охлаждение в газовой среде на основе аммиака, отличающийс  тем, что, с целью повышени  коррозионной стойкости в слабоокислительных средах, нагрев ведут до 680-780°С с выдержкой в течение 6-24 ч, причем процесс ведут в газовой среде, дополнительно содержащей аргон в количестве 60-80 об %

   в 10%-ном растворе С2Н ОН в в 10%-ном pactsope в

   дистиллированной воде + 0,01 н.НС1. дистиллированной воде.