Состав для комплексного диффузионного насыщения стальных изделий Советский патент 1991 года по МПК C23C10/54 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке (ХТО) металлов, и может найти применение в химической, машиностроительной и других отраслях промышленности для повышения коррозионной стойкости материалов, работающих в качестве конструкционных в агрессивных средах, содержащих хлориды.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости диффузионного слоя за счет снижения его пористости.

Состав, включающий хром, хлористый аммоний, окись алюминия и ванадийсодер- жащее вещество, содержит в качестве вана- дийсодержащего вещества гидрид ванадия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хром40 - 60

Гидрид ванадия1 - 5

Хлористый аммоний 1 - 3 Окись алюминияОстальное

Введение гидрида ванадия имеет следствием его последующую диссоциацию на водород, восстанавливающий неметаллические примеси в металле и ванадий, который, диффундируя в основу, способствует увеличению химической стойкости и механической прочности изделий.

Хром - металлический порошок серо- стального цвета, очень твердый, тугоплавкий, т.пл. 1890°С, химически малоактивен.

Гидрид ванадия - тонкий черный порошок, устойчив на воздухе длительное время.

Окись алюминия - белое кристаллическое вещество, плотность 3,96 г/см3, т.пл. 2050°С.

Хлористый аммоний - соль белого цвета, горьковатого вкуса, используется квалификации чистая.

Состав получают путем приготовления механической смеси порошков исходных веществ.

После тщательного перемешивания состав переносят в контейнер (герметически

сл

с

(О 00

о о

со го

закрывающийся), туда же помещают изделие и нагревают в печи до 1000°С, изотермически выдерживают в течение 5 ч, затем охлаждают в печи до 600°С и выгружают для охлаждения на воздухе.

В таблице приведены результаты по- тенциодинамических и гравиметрических испытаний диффузионного слоя, полученного на стали 45 и стали 3 при обработке в предлагаемом и известном составах в растворе хлористого кальция концентрации 40% при 80°С.

Потенциодинамические исследования проводят на потенциостате П5848 при изменении потенциала рабочего электрода по линейному закону (с разверткой потенциала 1,8 В/ч), Электродом сравнения служит насыщенный каломельный полуэлемент, вспомогательным - графитовый стержень.

Гравиметрические исследования проводят по ГОСТу 13819 - 63, оценку коррозионной стойкости осуществляют по десятибалльной шкале.

Результаты исследований показали следующее: защита стали 45 в известном составе не обеспечивается из-за низкой коррозионной стойкости ,645 г/м2ч; защита стали 3 в известном составе вообще не целесообразна, так как сопровождается язвенным характером разрушения; защита стали в предложенном составе обеспечивается в таких условиях, величина коррозии 0,001 - 0,008 г/м2.ч, что свидетельствует о весьма высокой стойкости при равномерном характере разрушения (подтверждается также проведенным металлографическим анализом слоя).

Уменьшение количества гидрида ванадия ниже 1 % приводит к снижению коррозионной стойкости диффузионного слоя.

Увеличение содержания гидрида ванадия выше 5% не приводит к заметному увеличению коррозионной стойкости покрытия, и потому нецелесообразно.

Отсутствие локальной (точечной) коррозии подтверждено результатами испытаний,

Сплошность слоя определяется реактивом Уоккера (CN)6 +NaCI

Смоченную в реактиве фильтровальную

бумагу накладывают на поверхность диффузионного слоя. Если покрытие пористое, в местах пор образуется гальваническая пара железо - покрытие, где железо является

анодом. Ионы железа, переходя в раствор, образуют соединение Ре4Ге/СМ)б - турнбу- леву синь. Места пор фиксируются на фильтровальной бумаге синими точками.

В сравнении с незащищенной сталью и

покрытием, полученным в известном составе, коррозионная стойкость изделий, защищенных в предложенном составе, возрастает в 300 - 900 раз при практическом отсутствии пористости слоя.

Формула изобретения

Состав для комплексного диффузионного насыщения стальных изделий, содержащий хром, ванадийсодержащее вещество, окись алюминия и хлорид аммония, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости диффузионного слоя за счет снижения его пористости, в качестве ванадийсодержащего вещества он содержит гидрид ванадия при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Хром40 - 60

Гидрид ванадия1 - 5

Хлорид аммония1 - 3

Окись алюминияОстальное

Продолжение таблицы

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и может найти применение в химической, машиностроительном и других отраслях промышленности. Цель - повышение коррозионной стойкости за счет получения бездефектного слоя. Состав содержит, мае. %: хром 40 - 60, гидрид ванадия 1-5, хлористый аммоний 3 - 4, окись алюминия - остальное. Коррозионная стойкость покрытий, полученных из предлагаемого состава, возрастает по сравнению с известным в 300 - 900 раз. 1 табл.

Примечание. Составы 5,6 - известные.