Способ химико-термической обработки стальных изделий

 

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 среднеуглсролнстон 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

СО103 СОВЕ1СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 23 С 12/О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф",»

©Э Р=4

ЬР

ДЪ

46-48

1-2

Ост ал ьное или хрома

Хлористый аммоний

Порошок хрома

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01НРЫТИРМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4608638/02 (22) 24. 11. 88 (46) 15.03 ° 91 ° Бюл. Иг- 10 (72) Л,Б. Быкадорова, Н. Е. Сункина, Н. А, Рыбалона, А, A. Слободянюк, О.Л. Ямроз, Е, В. Косс и И. И. Шевченко (53) 621. 785 ° 51, 06 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1149644, к.г. С 23 С 12/02> 1988.

I (54) спОсОБ л|1икО-теР1ическ0171 ОБРАБотки стАлБных пздел111 (57) Иэ обрете гп4е or носится к способам химико-термической обработки стачьных изделий II может быггь использонагго в

Изобретение относится к метапчургии, а именно к способу х»м»ко-тåðìilческой обработки стальных изделий и может быть использовано дпя повышения жаростойкос" и в успон»ях термоциклиро ванин .

Цель изобретения — увеличение жаростойкости в условиях термоц»клирования.

В состав для диффузионного хромирования предварительно азот»рона»»ой стачи, содержащей порошок хрома, нполнит ль и хлористый аммоп»й, допол— нитсльно вводят алюминий-нттр»евую лигатуру, а в качестве наполнителя— оксид алюминия или хрома»ри следующем соотношении компонентов, мас.7:

Лиrатура 4-6

Оксид апюгиния

„„SU„„ 4726 A1

2 машин остро енин. Цел ь из о брет ения увел»чеи»е жаростойкости н условиях термопиклирования. Состав для хромиронания содержит 4-6 мас, 7. алюмигвгй-ит, триевой лигатуры, 46-48 мас.7. оксида алюминия или сксида хрома, 1-2 мас.7. хлористого аммон»я, порошок хрома ост;льное, Способ обеспечинает прове-!

ipEIIIi. д»ффузионного хромировагн я преднаритель»о азот»рова»ной среднеугл -— ролистой стали с формированием слоя с содержанием B поверхности нитрида хрома, лег»роваиг4ого алюминием и иттр»ем, При этом жаростойкость I3 условиях термоцикл»рован»я увеличивается в 1,620 раза. 2 табл, Фу»кцио»ап ное назначение компонентов заключается в следующег.г.

Поношок:.рома г.гарки ПХС янпяется по ст а ищ»ком атомов хрома EI аз отиронанную поверхность, в результате чего про»сход»т образование нитрида xpo IQ на поверхности до 807, что способствует повышеEIEIlo жаростойкости.

Апюминий-ит гр»евая лигатура является поставщиком атомов алюмигптя и иттрия в азот»рова»ную поверхность . стальных иэделий. Д»ффундирующие н покрытие алюм»ний и иттрий не образуют новых фаэ, а лишь легируют IIoверхностную фазу типа иитрида (Crt4) .

Кроме того иттр»й способствует образованию более »пот»ой»»сики окислов хрома и апюгн4гп4я, образующейся при эксплуатации иэделий при высоких температурах, I;o орая препятствует проникнонс»ию н покрытие углерода и сопротивпяется термическим ударам.

3 1634726 4 течение 4- Способ химико-термической обработки стальных изделий, преимущественно из углеродистых сталей, вкпючакп ий азотиронание при 510-570 С в течение

24-32 ч и диффузионное хромирование при 900-950ОС в течение 4-6 ч в составе, содержащем порошок хрома, наполнитель и хлористый аммоний, о тличающий ся тем, что, сцелью увеличения жаростойкости иэделий в условиях термоцикпиронания, хромиро" наине ведут в составе, дополнительно содержащем алюминий-иттриеную лигатуру, а в качестве наполнителя — оксид апюминия ипи хрома при следунщем соотношении компонентов, мас.7:

:Апюминий-иттриеная лигатура 4-6

Оксид aJINMHHHH хрома

Хлористый аммоний

Порошок хрома ! Таблица 1

Содержание компонентов, мас. I

46-48

1-2

Остальное (;ocтав

Апюлшнийит три евая . игатура

Хлор и стый ал моний

Порошок хрома миния или хрома

5

3

46

47

48

49 - 6, 5

44

5I,5

1

1,5

0 5

3!

3

Хпористый аммоннй применен в качестве активатора.

Оксид алюлшния или оксид хрома (3776-76) инертные разбавители, предотвращающие спекание насыщающей смеси. Кроме то го, испол ьэ ование оксида

Ф хрома спос бствует дополнительному понышешпо жарос гойкости эа счет того, что происходит частичное восстановле- 1р нне оксида хрома и алюминия, что приводит к дополнительному повышению содержания хрома и оптимальному соотношегпо хрома, алюминия н иттрня в поверхностном слое, 15

Составы насыщающих смесей приведены н табл. 1.

Диффузионное хромнронание образцов, из готонлениых из среднеуглеродистых стапей, например ЗОХП2МФА, 2р предварительно грошедших ионное или газовое азотиронание в среде частично дпссоцинрованного аммиака при 510570ОС, проводили н насыщающих смесях (см. таьл. 1) н контейнерах с ппавким 25 затвором при 900-950 С, в

6 ч, Иссследование микроструктуры проводлпш на оптическом микроскопе МИУ-3, 30 исследование фазового состава, содержание элементов в понерхностном слое выполняли иа аппарате УРС-55а в камере ГКД в излучении CrK или CrK по, методу шлифа. Испытания на жаростой- 35 кость при термоцпклиронании заключаются н нагреве образцов с азотохролырованным слоем ., ппамепи газовой горелки при 920 С н течение 6 с, охлаждение н проточной воде. ЖаРостойкость 40 и оцеиивапи пс количеству циклов нагрев-охлаждение" до появления трещин, видимых невооруженным глазол, П р и и е Р, Диффузионное хромирование азотиронанных образцов, H3I oòoâ- 45 ленных иэ ст апи 30Х11МФА, про водили при

920 С в течение 5 ч в контейнерах с йпавким затвором, в смеси порошков следующего состава, мас.7:

Лигатура алюминий иттрий 5,5

Оксид хрома 47,5

Хлористый аммоний 1

Порошок хрома 46

Жаростойкость в условиях термоциклирования составила 296 циклов.

Характеристики наружной эоны покрытий, обраэукщнхся 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 хромиронания иэ предложенных составов жаростойкость изделий по сравнению с известным увеличивается в 1,6-2 раза. формул а иэ обретения

1634 726

Таблица 2

Фазовый . состав хрома

Состав Режим наС одержание зле мен тов в покрытии сьпце ния алюминий иттрии циклов

Из вестHhIH

86,5

140

3,5

300 кием и иттри ем

То же

4,5

290

То же

5,3

290

Составитель И. Петров

Техред М.Дидык

Корректор Н.Ревская

Редактор М. Недолуженко

Подпи си ое

Тираж 553

Заказ 734

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

950 С, 5 ч

920 С, 5 ч

920 С, 5 ч

920 С, 5 ч

СГгй

86

Легирован- 86 ный an юмиЖаростойкость, чи сло