Способ получения диффузионного хромистого покрытия на изделиях из малоуглеродистой стали Советский патент 1990 года по МПК C23C10/30 

Изобретение относится к химико- термической обработке сталей.

Цель изобретения - увеличение твердости и коррозионной стойкости покрытия.

На фиг. 1 и 2 изображены графики, поясняющие предлагаемый способ.

Изделие с диффузионным хромистым покрытием нагревают до 700-750 С, выдерживают 3-5 ч и охлаждают на воздухе.

После указанной термообработки твердость хромистого покрытия увеличивается с 2,1 до 5-7,3 ГПа (фиг. 1). Обработка по способу-прототипу увеличивает твердость до 3,3 ГПа,

Пример 1. Хромированную в вакууме полосу толщиной 0,9 мм с основой из стали марки ОЗпс, толщиной хромистого покрытия 0,09 мм с одной стороны и 0,1 мм с другой и массовой долей хрома у поверхности покрытия ъ 50%, нагрели в печи до 700РС,, выдержали 3 ч и охладили на воздухе. Твердость покрытия в наружной его зоне возросла до 7,3 ГПа.t

Пример 2. Хромированную в вакууме полосу толщиной 1,2 мм с основой из стали 10 кп, толщиной хромистого покрытия 0,1 мм с обеих сторон и массовой долей хрома на поверхности покрытия 4 50%, нагрели в печи до 750°С, выдержали 5 ч и охладили на воздухе. Твердость покрытия в наружной его зоне возросла до 5,1 ГПа.

Как видно на фиг. 1, наибольшая твердость хромистого покрытия достигается после выдержки при 700 и 750 С длительностью 3-5 ч. Выдержки при -температурах 600, 650 и 800 С дают меньшее увеличение твердости.

Твердость хромистого покрытия увеличивается после рекомендуемой термообработки из-за образования в нем .карбидов хрома за счет углерода, диффундирующего в покрытие из сердцевины путем восходящей диффузии, т.е. против градиента концентрации углерода под действием градиента его термодинамической активности, направленного из объемов с малой массовой долей хрома та сторону объемов с большей

о S

(Л

%

О О

массовой долей хрома, т.е. к поверхности покрытия.

Как показали исследования параметров решетки феррита - основной структуры хромистого покрытия, в поверхностной зоне покрытия с исходной массовой долей хрома-у его поверхности Ј 50%, после рекомендуемой термообработки массовая доля хрома в феррите не становится меньше 25%, т.е. покрытие по своей коррозионной стойкости остается на уровне высокохромистых сталей.

Коррозионная стойкость хромистого покрытия после термообработки образцов по предлагаемому режиму и по режиму прототипа, а также для сравнения стали 12Х13Н10Т представлена в таблице.

Как видно, коррозионная стойкость покрытия после предлагаемой термообработки значительно больше, чем по способу-прототипу из-за наличия карбидов в поверхностном слое покрытия.

Потенцйометрические кривые хромированной полосы после термообработки по способу-прототипу (500 С, выдержка 5 ч) и после отпуска при 750°С с

выдержкой 5 ч, а также стали марки 12Х18Н10Т в 60%-ном водном растворе при 20°С приведены на фиг. 2, где кривая 1 соответствует стали 12Х13Н10Т, кривая 2 - хромированной стали после обработки по способу-прототипу, кривая 3 - хромированной стали после отпуска при 750 С.

Как видно из фиг. 2, в интервале потенциалов от -0,4 до +0,4 В термообработка покрытия по предлагаемому способу обеспечивает большую его коррозионную стойкость, чем после термообработки по способу-прототипу. Коррозионная стойкость стали марки 12Х18Н10Т в данных условиях меньше, чем хромированной стали.

5

20 Формула изобретения

Способ получения диффузионного хромистого покрытия на изделиях из малоуглеродистой стали, включающий хромирование, последующий нагрев, изотермическую выдержку и охлаждение,- отличающийся тем, что, с целью увеличения твердости и корро-

30

зионнон стойкости покрытия, нагрев ведут до 700-750°С с выдержкой 3-5 ч.

Изобретение относится к химико-термической обработке малоуглеродистой стали. Цель изобретения - увеличение твердости и коррозионной стойкости покрытий. Изделие с диффузионным хромистым покрытием нагревают до 700-750°С, выдерживают 3-5 ч и охлаждают. Это позволяет повысить твердость покрытия в 2,2 раза и коррозионную стойкость в 6 раз по сравнению с известным способом. 2 ил., 1 табл.

5%-ная H2SOf, 20 °С, длительность

240 ч2,00,1

92,5%-ная Нг80-,100°С, длительность 400 ч0,0640,01

0,1

0,3

6 H

4 1

2

2 3

Фие.1 2 1

700aC

ВООГ 0800 C

5678 Выдержка