Состав для комплексного диффузионного насыщения стальных изделий

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5,)s С 23 С 10/54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740429/02 (22) 20,06,89 (46) 23.10.91. Бюл, ¹ 39 (71) Научно-исследовательский физико-химический институт им.Л.Я.Карпова (72) Я.М,Колотыркин, Г,А.Ткач, Л,О,Чуняева и.В.M.Hîâàêîâñêèé (53) 621.785.51.067.5 (088.8J (56) Соколова Н.Х. и др. Диффузионное хромованадирование и хромованадеазотирование штамповых сталей. — В сб,; Стали для штампов и пресс-форм и их термическая обработка. M., 1975, с.161 — 164.

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 ego пористости.

Состав, включающий хром, хлористый аммоний, окись алюминия и ванадийсодержащее вещество, содержит в качестве ванадийсодержащего вещества гидрид ванадия при следующем соотношении компонентов, мас. :

Хром 40 — 60

Гидрид ванадия 1 — 5

Хлористый аммоний 1 — 3

Окись алюминия Остальное

„„Я3„„1686032 А1 (54) СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и может найти применение в химической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Цель — повышение коррозионной стойкости за счет получения бездефектного слоя. Состав содержит, мас.g: 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.

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 серостального 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/см, 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

1686032

40 — 60

1 — 5

1 — 3

Остальное

60

35 закрывающийся), туда же помещают изделие и нагревают в печи до 1000 С, изотерчически выдерживают в течение 5 ч, затем охлаждают в печи до 600 С и выгружают для охлаждения на воздухе, В таблице приведены результаты потенциодинамических и гравиметрических испытаний диффузионного слоя, полученного на стали 45 и стали 3 при обработке в предлагаемом и известном составах в растворе хлористого кальция концентрации

404 при 80 С.

Потенциодинамические исследования проводят на потенциостате П5Ц4Б при изменении потенциала рабочего электрода по линейному закону(с разверткой потенциала

1,8 В/ч), Электродом сравнения служит насыщенный каломельный полузлемент, 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 иэ-за низкой коррозионной стойкости K=0,645 г/м ч; 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/м .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 корроэионной стойкости покрытия, и потому нецелесообразно, 5 Отсутствие локальной (точечной) коррозии подтверждено результатами испытаний, Сплошность слоя определяется реакти вом Уоккера K4(Fe(CN)s)+NaC1.

10 Смоченную в реактиве фильтровальную бумагу накладывают на поверхность диффузионного слоя. Если покрытие пористое, в местах пор образуется гальваническая пара железо — покрытие, где железо является

15 анодом. Ионы железа, переходя в раствор, образуют соединение Ее (Ге(СИ)о) — турнбулеву синь. Места пор фиксируются на фильтровальной бумаге синими точками.

В сравнении с незащищенной сталью и

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

25 Формула изобретения

Состав для комплексного диффузионного насыщения стальных изделий, содержащий хром, ванадийсодержащее вещество, окись алюминия и хлорид аммония, о т л и ч а30 ю шийся тем, что, с целью повышения корроэионной стойкости диффузионного слоя за счет снижения его пористости, в качестве ванадийсодержащего вещества он содержит гидрид ванадия при следующем соотноше35 нии компонентов, мас. :

Хром

Гидрид ванадия

Хлорид аммония

Окись алюминия

1686032

Продолжение т а б л и ц ы

П р и м е ч а н и е. Составы 5 6- известные.

Составитель Н.Рыжов

Редактор И, Шмакова Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 3578 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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