Состав для химико-термической обработки изделий из титана и его сплавов Советский патент 1992 года по МПК C23C10/52 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к химико-термической обработке изделий из титана и сплавов на его оснсве с целью увеличения их жаростойкости, и может быть использовано в машиностроительной, авиационной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - увеличение вязкости и жаростойкости изделий.

Поставленная цель достигается тем, что изделия из титана и его сплавов подвергают диффузионному насыщению в составе, содержащем следующие компоненты, мас.%: Порошок алюминия15-20

Порошок ванадия5-10

Треххлористый ванадий3-6

Хлористый аммоний1-3 Окись алюминияОстальное

В процессе такой обработки происходит диффузионное насыщение изделий как алюминием, так и ванадием, что приводит к стабилизации /3-фазы в диффузионном слое и, следовательно, к увеличению вязкости и жаростойкости изделий.

Назначение вводимых компонентов следующее.

Порошки ванадия (V) и алюминия (AI) являются поставщиками атомарных алюминия и ванадия, которые диффундируют в поверхностные слои изделий.

При разложений треххлористого вана- дия( 6Н20) образуются атомарные ванадий и хлор. Ванадий диффундирует в поверхностные слои изделий, а хлор снова вступает во взаимодействие с порошками алюминия и ванадия с образованием хлоридов этих компонентов, которые затем разла- гаются на поверхности изделий с образованием атомарных алюминия и ванадия. Таким образом процесс идет непрерывно, образуется равномерный по толщине и химическому составу диффузионный слой, что благоприятно сказывается на вязкости и жаростойкости изделий.

Хлористый аммоний (NH4CI) является активатором, а окись алюминия (А120з) предотвращает состаа от спекания и приваривания его к поверхности изделий.

Ё

Х|

GJ СП J GO 4

Процесс химико-термической обработки осуществляют следующим образом.

Изделия, предназначенные для обработки, обезжиривают в горячем (70-90°С) 5%-ном щелочном растворе и сушат при 100-150°С. Остывшие изделия укладывают в контейнеры с плавкими затворами, послойно пересыпают смесью, указанного состава, загружают в электропечь, нагревают до 850-1000°С и выдерживают при этой температуре 4-10 ч в зависимости от требуемой толщины диффузионного слоя. После окончания выдержки контейнеры охлаждают до комнатной температуры и разгерметизируют.

Пример 1. Образцы, изготовленные из титана марки ВТ1-00, подвергают диффузионному насыщению описанным способом. Температура процесса насыщения составляет 850°С, а продолжительность выдержки 10ч. После диффузионного насыщения образцы испытывают на ударную вязкость и определяют их жаростойкость путем привеса после нагрева при 1000°С в течение 100 ч.

Результаты испытания представлены в таблице. Они показывают, что предлагаемый состав позволяет повысить вязкость образцов из титана на 170-230%, а жаростойкость на 180-300%.

Оптимальным составом для диффузионного насыщения является состав, содержащий компоненты в предлагаемых пределах. При содержании активных компонентов менее нижних предельных значений вязкость и жаростойкость изделий увеличиваются незначительно по сравнению с известным составом, а при содержании активных компонентов более верхних предельных значений указанные характеристики образцов ниже, чем оптимального состава.

Пример 2. Диффузионному насыщению описанным выше способом подвергают

образцы, изготовленные из титанового сплава марки ВТб, в известном составе (состав 6) и в предлагаемом ссотаве (состав 2). Температура процесса составляет 1000°С, а продолжительность выдержки 4 ч. После насыщения образцы испытывают на ударную вязкость и жаростойкость описанным в примере 1 способом. Испытания показывают, что ударная вязкость и привес образцов, обработанных в предлагаемом составе составляют соответственно 5 кгс/см и 58 г/м , а эти же характеристики образцов, обработанных в известном составе, составляют 3 кгс/см2 и 105 г/см2.

Таким образом, предлагаемый состав

для химико-термической обработки изделий из титана и его сплавов является высокоэффективным для увеличения вязкости и жаростойкости изделий.

Формула изобретения

Состав для химико-термической обработки изделий из титана и его сплавов, содержащий порошок алюминия, хлористый аммоний и окись алюминия, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения вязкости и жаростойкости изделий, он дополнительно содержит порошок ванадия и треххлористый ванадий, при следующем соотношении компонентов, мае %: Порошок алюминия15-20

Порошок ванадия5-10

Треххлористый ванадий3-6

Хлористый аммоний1-3

Окись алюминияОстальное

Использование: в машиностроении, авиационной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что состав содержит, мас.%: порошок алюминия 15-20, порошок ванадия 5-10, ванадий треххлористый 3-6, аммоний хлористый 1-3, окись алюминия - остальное. Состав повышает вязкость и жаростойкость изделий. 1 табл.

Известный состав, мае. %: AI 45; МЩС 1; А120з51; KBF 1,5; S 1,5.

Редактор Н.Бобкова

Составитель В.Артемчук Техред М.Моргентал

Корректор О.Кундрик