Состав для молибденосилицирования изделий из титановых сплавов Советский патент 1990 года по МПК C23C10/52 

Изобретение относится к металлургии, -а именно к химико-термической обработке изделий из титана и его сплавов, и может быть применено в авиационной, космической и других отраслях промьшшенности.

Целью изобретения является увели-: чение стойкости к термоциклическим ударам жаростойкости и повышение технологичности состава.

В состав для молибденосилицирова- ния, включающий порошок кремния, вeIt ecтвo, содержащее молибден, фтористый алюминий, дополнительно вводят дисилицид титана, а в качестве вещества, содержащего молибден, - дисилицид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%: Порошок кремния40-44

Дисилицид молибдена18-22

Фтористый алюминий1-3

Дисилицид титана31-41

Насыщение в предлагаемой порошковой среде осуществляют в контейнерах из нержавеющей стали, герметизированных плавким затвором, при 1000°С в течение 6 ч.

Порошок кремния в составе выполняет функцию поставщика активных атомов кремния для образования на по- йерхности титановых изделий жаростой-. кого СШ1ИЦИДНОГО слоя,

Дисилицид молибдена в составе выполняет функцию поставщика атомов кремния и молибдена, Силицидный слой, легированный молибденом, является более жаростойким, термостойким,

Дисилицид титана в составе выполняет функцию поставщика атомов крем- ния и титяна.

Дисилициды титана и молибдена имеют дополнительную функщто - улучшение технологичности состава, так как ввод .чистых элементов приводит к спеканию смеси.

ш (Л

о:

со СГ)

Фтористый алюминий является активатором процесса насыщения. При тем-- пературе насьпцения фтористый алюминий взаимодействует с атомами кремния, титана, молибдена, образуя при этом газообразные соединения: фториды и субфториды кремния.,титана, молибдена. Субфториды этих элементов диспропор- ционируют на поверхности изделия с образованием атомарных слоев кремния, титана, молибдена, которые адсорбируются и диффундируют в основу, формируя на поверхности изделия диффузионный слой силицидов, легированных молибденом.

При уменьшении количества, порошка

кремния снижается интенсивность образования диффузионного слоя, а при увеличении ухудшается качество получаемого диффузионного слоя (снижается его термостойкость).

При изменении количества дисилици- да молибдена снижается их интенсивность образования диффузионного слоя и ухудшаются его характеристики (жаростойкость, твердость, чистота поверхности) .

При изменении количества дисили- цида титана в смеси снижается интенсивность образования диффузионного слоя и ухудшаются его характеристики (жаростойкость, чистота поверхности).

При уменьшении количества фтористого алюминия в смеси снижается интенсивность образования диффузионного слоя, а при увеличении ухудшается технологичность состава за счет интенсивного газовыделения продуктов разложения фтористого алюминия в процессе нагрева под насыщение.

Пример. Проводят молибдено- силицирование титана в предлагаемом и известном составах. Температура насыщения lOOO c, продолжительность 6ч. Щзоцесс осуществляют в контейнерах с плавким затвором без применения вакуума и заш 1тных атмосфер.

Жаростойкость определяют по увеличению массы образца по отношени.ю к единице поверхности образца (удельный прирост массы) после выдержки

5

0

5

0

5

0

5

0

образца при 1000°С в течение 50 ч в воздушной атмосфере.

Стойкость обработанных образцов к термоциклическим ударам определяют по увеличению массы образца по отношению к едини це площади поверхности образца после 200 циклов испытаний. Один цикл испытаний состоит из нагрева при 1000 С в течение 5 мин и охлаждения при комнатной температуре (20 С) в течение 5 мин. Испытания проводят в воздушной среде.

Сравнительные данные по технологичности известного и предлагаемого составов насыщающих сред, жаро- и термостойкости обработанных образцов приведены в таблице.

Как видно из результатов испытаний, приведенных в таблице, термостойкость образцов, обработанных в предлагаемом составе для молибдено- силицирования титана и его сплавов, в 12-20 раз вьшге, чем обработанных в известном составе, предлагаемый состав обладает хорошей технологичг- ностью (не спекается, насыщенные образцы дефектов не имеют).

Фор.мула изобретения

Состав для молибденосилицирования изделий из титановых сдлавов, включац щий порошок кремния, молибденсодер- жащее вещество и фтористый алюминий, отличающийся тем, что, с целью увеличения стойкости к термоциклическим ударам, жаростойкости и повышения технологичности состава за счет уменьшения его спекаемости, он дополнительно содержит дисилицид титана, а в качестве молибденсодержа- щего йёщества - дисилицид молибд ена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Порошок кремния40-44

Дисилицид молибдена18-22Фтористый а,пю- миний1-3 Дисилицид титана 31-41

Компрвенты насыщающей среды, мас.Х

МоО,

Известный состав 1710 10

1-Г -Тгг/м

А1 AlFj MoSii TiS,-1-..

I IЖарсстой- I Те

костьI ко

Удельный приро

Жарсстой- I Те кость I кос

38

Предлагаемый состав . --- 1

2 3

18

20 22

г/м

-1-..

Жарсстой- I Те

костьI ко

Удельный прирост массы

Жарсстой- I Термостойкость I кость

38

3,1 2,5 1,9

60

5

4 3

Среда спекается после насыщения. Поверхность Ьбработавных образцов дефектная

Среда ве спекается после

насыщения

Поверхность обработанных

образцов чистая

Изобретение относится к металлургии, а именно к составам химико-термической обработки изделий, преимущественно из титановых сплавов, и может быть применено в авиационной, космической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является увеличение стойкости к термоциклическим ударам и повышение технологичности состава. Состас содержит, мас.%: порошок кремния 40-44

дисилицид молибдена 18-22

фтористый алюминий 1-3

дисилицид титана 31-41. Состав позволяет повысить термостойкость образцов в 12-20 раз и обладает хорошей технологичностью. 1 табл.