Состав для хромирования борированной мартенситностареющей стали Советский патент 1979 года по МПК C23C9/02 

Изобретение относится к химико-термической обработке, в частности, к процессам комплексного насыщения и может быть использовано дпя повышения прочностных характеристик различных деталей авиационной и ракетной техники, эпементов пресс-форм для литья под давлением, изготовляемых из мартенситностарекядих сталей. Известен состав для хромирования стапьных изделий, содержащий 25-75% по рошка хрома, 70-2О% окиси алюминия и 5% хлористого аммония 1 . Данный состав является перспективным с точки зрения обеспечения сочетания же ро- и износостойкости. Процесс хромирования осуществляют при температуре 1О50-11ОО°С. Однако,. хромирование мартенситноста реюшей стали из смеси данного состава при температуре 1О5О-1100 С приводит к резкому охрупчиванию сердцевины, вызванному образованием карбонитридной сетк ПО границам аустенитного зерна и увеличением его размеров. Эксплуатационные характеристики мартенситностареющей стали при этом значительно снижаются. Кроме того, при охлаждении мартенситностареюшей стали после диффузионного насыщения в спое, состоящем-из боридов хрома, возникают трещины, являющиеся результатом остаточных напряжений растяжения, которые обусловлены значительными различиями термических коэффициентов линейного расширения слоя и стали. Наличие трещин в слое приводит к снижению защитных свойств. Цель изобретения - повыщение активности состава и повышение жаростойкости получаемого диффузионного слоя. Это достигается тем, что в известный состав, содержащий порошок хрома, окись апкрминия и хлористтлй аммоний дополнительно вводят порошки ниобия и цинка.

при спедуюшем соотноше гаи компонентов,

Хром35-45

Ниобий1О-20

Цинк1-3

Окись алюминияЗО-50

Хлористый аммоний1-5

Введение порошка цинка (пусьеры) в насыщенную смесь позволяет снизить температуру хромирования до 90О-95О Си уменьшить продолжительность процесса до 1-2 ч, способствуя диффузии хрома в боридный слой. Такой режим насыщения устраняет возможность образования кар- бонитридной сетки по границам аустенит ного зерна и, одновременно, не приводит к его росту.

Введение ниобия в смесь приводит к образованию в поверхностном спое не толко боридов хрома, но и ниобия и практически устраняет трещины после охлаждения. Общий коэффициент термического линейного расширения диффузионного слоя становится близким к коэффициенту термического линейного расширения мартенситностареющей стали, так как образукадиеся бориды ниобия и хрома имеют коэффициенты термического линейного рас-х-6

,10° и 11,1-12,8 -Ю

ширения 7,9-8,3 соответственно.

Пример. После борирования мартенситностареющей стали (Н18К9М5Т) в смеси карбида бора и буры при 830 С в течение 2 ч проводят хромирование B jKottтсйнере с ппавким затвором при 93О С в течение 1 ч.

В табл. 1 приведены составы, в которых проводят хромирование.

Результаты исследований полученных споев приведены в табл. 2.

Жаростойкость покрытий оценивается количеством циклов до изменения внешне вида и привесу стаищартных образцов после выдержки при заданной температуре.

Как видно из таблицы, жаростойкость покрытий, полученных из предлагаемого состава увеличилась в 2 раза по сравнению с известным. Содержание ниобия и цинка находится в пределах 10-20вес.% и 1-3 вес.% соответственно. Введение указанных добавок позволило снизить температуру процесса хромирования на 120 С и уменьшить время в 5 раз. Таблица 1

1О5О5ЗО имеются200О

93012О-25 трещины21ОО

93О 1 25 --21ОО

93О 1 2О-25 --2100

Таблица 2

при 850

5 циклов о

трвциньг2100 при 85О

отсутст10 циклов вуют

ф.ормупа изобретения Состав пля хромирований борирован- ной марпгенситностареюШей степи, содЕ ржаший порошки хрома, окиси алюмитгая и хлористого аммония, отличающийся тем, что, с цепью повышения активности состава и повышения жаростойкости получаемого диффузионного споя, он дополнитепьно содержит порошки ниобия и цинка при спедуютдем соотношении ком- ю понентов, вес.%

35-45 10-20

1-3

иния 30-50

ммоний

1-5

Mcit)4HHKH информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Земсков Г. В. и др. Диффузионное борохромирование, УКРНИИНТИ, сер. 14/2, Одесса, 1973.