Способ химико-термической обработки стальных изделий Советский патент 1991 года по МПК C23C12/02 

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу химико-термической обработки стальных изделии и может быть использовано для повышения жаростойкости в условиях термоцикл ирозания.

Цель изобретения - увеличение жаростойкости в условиях термоциклирова- ния.

В состав для диффузионного хроми- ровгния предварительно азотированной стали, содержащей порошок хрома, наполнитель и хлористый аммоний, дополнительно вводят алюминин-чттрчевую лигатуру, а в качестве напопнителя - оксид алюминия или хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Лигатура4-6

Оксид алютния

или хрома46-48

Хлористый аммоний1-2

Порошок хромаОстальное

Функциональное назначение компонентов заключается в следующем.

Попошок хрома марки ПХС является поставщиком атомов хрома в азотированную поверхность, в результате чего происходит образование нитрида хрома на поверхности до 80%, что способствует повышению жаростойкости.

Агшмшшй-итгриевая лигатура является поставщиком атомов алюмшшя и иттрия в азотированную поверхность стальных изделий. Диффундирующие в покрытие алюминий и иттрий не образуют новых фаз, а лишь легируют поверхностную фазу типа шп рида (CrN). Кроме того, иттрии способствует образованию более плотной пленки окислов хрома и алюмшшя, образующейся при эксплуатации изделий при высоких температурах, которая препятствует проникновению в покрытие углерода и сопротивляется термическим ударам.

(Л

сг

ф 6э

N3

Хлористый аммоний применен в качестве активатора,

Окснд алюминия или оксид хрома (3776-76) инертные разбавители, предотвращающие спекание насыщающей смеси. Кроме того, использование оксида хрома способствует дополнительному повышению жаростойкости за счет того,

плавким затвором, в смеси порошков

следующего состава, мас.%: Лигатура алюминий иттрий5,5

Оксид хрома47,5

Хлористый аммоний1

Порошок хрома46

Жаростойкость в условиях термоцик

Изобретешь относится к способам химнко-тернической обработки стальных изделий и может быть использовано в машиностроении. Цель изобретения - увеличение жаростойкости в условиях чермоииклирования. Состав для хромирования содержит 4-6 мас.% ачюмшшй-ит- ,.триевой лигатуры, 46-48 мас.% оксида ааюминит или оксида хрома, 1-2 мас.% хлористого аммония, порошок хрома сс- . Способ обеспечивает проведение диффузионного хромирования предварительно азотированной среднеуглс- ролнстон стали с формированием слоя с содержанием в поверхности нитрида хрома, легированного алюминием и иттрием. При этом жаростойкость в условиях термоциклиропання увеличивается в 1,6-2,0 раза. 2 табл. «2

что происходит частичное восстановле- ю лирования составила 296 циклов.

ние оксида хрома и алюминия, что приводит к дополнительному повышению содержания хрома п оптимальному соотношению хрома, алюминия и иттрия в поверхностном слое.15

Составы насыщающих смесей приведены и табл. .

Диффузионное хромирование образцов, изготовленных из среднеуглеро- дистых сталей, например ЗОХН2МФА,20

предварительно прошедших ионное или газовое азотирование в среде частично диссоциированного аммиака при 510- 570°С, проводили в насыщающих смесях (см. табл. О в контейнерах с плавким 25 затвором при 900-950Р С, в течение 4- 6 ч.

Исследование микроструктуры проводили на оптическом микроскопе ММУ-3, исследование фазового состава, содержание элементов в поверхностном слое выполняли па аппарате УРС-55а в камере РКД в излучении СгК или СгК по , методу шлифа. Испытания на жаростойкость при термоцпклировании заключаются в нагреве образцов с азотохроми- рованным слоем ь пламени газовой горелки при 920°С в течение 6 с, охлажденне в проточной воде. Жаростойкость Q алюминия или хрома при следующем соот- оцеиивали по количеству циклов наг-ношении компонентов, мас.%:

рев-охлаждение до появления трещин,.Апюмишш-иттриевая

видимых невооруженным глазом.

П р п м е р. Диффузионное хромирование азотированных образцов, изготов-дз ленных из стали ЗОХИМФА,проводили при 920°С в течение 5 ч в контейнерах с

лигатура

Оксид алюминия или

хрома

Хлористый аммоний

Порошок хрома

4-6

46-48

1-2 Остальное

49

46,5 44 51.5

42

46 47 48

45 48

0

5

0

5

Характеристики наружной зоны покрытий, образующихся при диффузионном хромировании с использованием порошковой смеси, в которой в качестве наполнителя взят оксид хрома, представлены в табл. 2.

Таким образом, как следует из результатов табл. 2, при проведении процесса хромирования из предложенных составов жаростойкость изделий по сравнению с известным увеличивается в 1,6-2 раза.

Формула изобретения

Способ химико-термической обработки стальных изделий, преимущественно из углеродистых сталей, включающий азотирование дри 510-570°С в течение 24-32 ч и диффузионное хромирование при 900-950°С в течение 4-6 ч в составе, содержащем порошок хрома, наполнитель и хлористый аммоний, отличающий ся тем, что, с целью увеличения жаростойкости изделий в условиях термоциклирования, хромирование ведут в составе, дополнительно содержащем алюминий-иттриевую лигатуру, а в качестве наполнителя - оксид

лигатура

Оксид алюминия или

хрома

Хлористый аммоний

Порошок хрома

Таблиц

1

1,5

2

0,5

3

5 ч

920°С, 5 ч

920°С, 5 ч

Легированный алюминием и иттриемТо же

То же

Таблица 2

86

6 7

4,5 5,3

290 290