Состав для диффузионного хромирования углеродистых сталей
Изобретение относится к металлургии , а именно к химико-термической обработке, в частности к диффузионному хромированию в порошках, и может быть использовано в химической и металлургической промышленности. Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости углеродистой стали в растворах азотной кислоты. Состав содержит, мае.: хром 58-62; двухлористый кобяльт гидрид циркония 3-5; окись алюминия остальное. Насыщение углеродистой стали в указанном составе позволяет во много раз повысить ее коррозионную стойкость по сравнению с насыщением в известном составе. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
nmS А1 цц С 23 С 10/38 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСВОВЪ СВРВВТВОВСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHQM ПРИ ГКНТ СССР (21) 4804730/02 (22) 21. 03. 90 (46) 15.01.92. Бюл. Н 2 (71) Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я.Карпова (72) О.B.Kàñïàðoâà, Д.А.Беззубов, А. А. Зорин, Я. t1. 1Волотыркин (53) 621. 785. 5106 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Н 905320, кл. С 23 С 10/38, 1979 ° (54) СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО ХРОМИ.РОВАНИЯ УГЛЕРОДИСТИХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термичес1 Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов, в частности к диффузионному хромированию в порошках, и может быть использовано для повышения коррозионной стойкости углеродистых сталей в химической и металлургической промышленности. Известны составы смесей для диффузионного хромирования в порошках металлических изделий, содержащие хром (феррохром), активатор и окись алюминия (инертный наполнитель). Однако углеродистые стали, хромированные B таких составах, имеют низкую коррозионную стойкость. Наиболее близким к предлагаемому является состав, представляющий собой смесь порошков феррохрома, двухлористого кобальта и окиси алюминия, взятых в соотношении, мас.ь: 2 кой обработке, в частности к диффузионному хромированию в порошках, и может быть использовано в химической и металлургической промышленности. Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости углеродистой стали в растворах азотной кислоты. Состав содержит, мас. ь: хром 58-62; двухлористый кобальт 3-5; гидрид циркония 3-5; окись алюминия остальное. Насыщение углеродистой стали в укаэанном составе позволяет во много раэ повысить ее коррозионную стойкость по сравнению с насыщением в известном составе. 2 табл. Феррохром 50-60 Двухлористый кобальт 1-1,5 Окись алюминия Остальное Однако углеродистые стали, хромированные в известном составе, имеют низкую коррозионную стойкость в растворах азотной кислоты. Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости хромированных углеродистых сталей в растворах азотной кислоты. Поставленная цель достигается тем, что в состав для диффузионного хромирования, содержащий хромсодержащее вещество, двухлористый кобальт и окись Ь алюминия, дополнительно вводят гидрид циркония, а в качестве хромсодержащего вещества используют порошок хрома при следующем соотношении компонентов, мас.ь: 1705403 58-62 Для экспериментальной проверки 40 предлагаемого состава было составлено 13 смесей компонентов, 5 из которых (примеры 3-7) показали оптимальные результаты (см. табл. 1). Все компоненты использовали в виде порош- 45 ков. Двухлористый кобальт применяли в обезвоженном виде. Смесь засыпали в контейнер из нержавеющей стали. Контейнер с плавким затвором загружали в камерную печь, нагретую до темпе50 ратуры химико-термической обработки (1100 С), выдерживали при этой температуре 5 ч после чего охлаждали с печью до 300 С, затем на воздухе, 3 Коррозионные испытания хромированных образцов проводили е растворах 27 55 о и 65ь-ной азотной кислоты при 40 С в течение 192 ч (со сменой раствора через 96 ч испытания). Скорость корХром Двухлористый кобальт 3-5 Гидрид циркония 3-5 Окись алюминия Остальное Введение гидрида циркония в состав для диффузионного хромирования и использование в качестве хромсодержащего вещества металлического хрома в сочетании с другой легирующей добавкой (кобальтом) резко повышает коррозионную стойкость хромированных сталей в растворах азотной кислоты. 15 При температуре химико-термической обработки гидрид циркония разлагается на цирконий и водород, являясь, таким образом, поставщиком активных атомов циркония, повышающего коррозионную стойкость. Двухлористый кобальт является активатором процесса насыщения и одновременно поставщиком активных атомов кобальта, которые в сочетании с ак- 25 тинными атомами циркония и хрома обеспечивают резкое повышение корроэионной стойкости. В литературе известно введение металлического циркония в составы для диффузионного насыщения с целью повышения теплостойкости, износостойкости и других механических свойств. Введение гидрида циркония в состав для диффузионного хромирования сов- 35 местно с кобальтом и хромом приводит к резкому повышению коррозионной стойкости, 3-5 3-5 Остальное розни определяли по потерям массы образцов. Относительная ошибка в измерении скорости коррозии не лревышала 104. В табл. 1 показана скорость коррозии хромированной углеродистой стали 45 в растворе 27 -ной НИОКР при о 40 С, а в табл. 2 - в растворе 65С-ной НИО . Из табл. 1 видно, что при содержании гидрида циркония и двухлористого кобальта в смеси ниже или выше предельно допустимых концентраций (примеры 10-13) скорость коррозии увеличивается. Выход за предельные концентрации хрома в смеси также приводит к увеличению скорости коррозии. Использование в качестве хромсодержащего вещества металлического хрома вместо феррохрома (при прочих равных условиях) сопровождается значительным уменьшением скорости коррозии (примеры 1 и 2). Предлагаемый состав (примеры 3-7) по сравнению с известным (пример 1) дает возможность повысить коррозионную стойкость в растворе 273-ной НАВОЗ (t 40 С) в 60-80 раз. Как видно иэ табл. 2, хромирование углеродистой стали 45 в предлагаемом составе по сравнению с известным повышает коррозионную стойкость в растворе 65Ф-ной E1NO> (t=40 С) в 70 раз. Таким образом, изобретение позволяет повысить корро"ионную стойкость хромированных углеродистых сталей в растворах 27-651-ной Н110 в .6080 раз и за счет этого значительно увеличить срок службы изделий в высокоагрессивных средах. Формула изобретения Состав для диффузионного хромирования углеродистых сталей, включающий хромсодержащее вещество, двухлористый кобальт и окись алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости стали в растворах азотной кислоты, он дополнительно содержит гидрид циркония, а в качестве хромсодержащего вещества порошок хрома при следующем соотношении компонентов, ма с. ь: Хром 58-62 Двухлористый кобальт Гидрид циркония Окись алюминия 1705403 Таблица 1 При- Состав насыщающей смеси, мас.Ф мер Скорость коррозии ° Г/M2 ° 4, в 271-ной НИО при 40 С Та бли ца 2 Насыщающая смесь, мас.Ф Состав Скорость коррозии,, г/м ч, в 653-ной 11NOq при 40 С Прототип 60 FeCr+1 CoC1 +39 A1 0q (прототип) Предлагаемый 60 Cr+5 CoC1 +5 ZrH +30 AQO> 0,0002 0,0136 Составитель Техред М.Моргентал Корректор Н.Самборская Редактор Т.Лазоренко Заказ 173 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Носква, Ж-35, Раушская наб., д 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 1 60 FeCr+1 CoC1 +39 Аl О (прототип) 2 60 Cr+1 CoC1<+39 Al>0> 3 60 Сг+5 CoC1 +3 ZrH< + 32 А12О3 4 60 Cr+5 CoC1<+5 ZrH<+30 А1 0> 5 60 Cr+3 CoCl +5 ZrH<+32 Al<0> 6 58 cr+4 сосl +4 zrH< + 34 л1 О 7 62 Сг+4 Сос1 +4 ZrH<+30 А1 0 8 55 Cr+5 CoC1 +5 ZrH<+35 А1 0> 9 65 Сг+5 Сос1 +5 ZrH<+25 А1 О3 10 60 Cr+5 CoC1<+1 ZrH4+34 А1 О 11 60 Cr+5 СоС1+7 ггн +28 Аl,о, 12 60 Сг+1 Сос1 +5 Zrl14+34 А1 О 13 60 Cr+7 СоС1 +5 ZrH<+28 Аl О 0,0632 0,0057 0,0008 0,0009 0,0009 0,0009 0,0010 0,0047 0,0023 0,0030 0,0021 0,0025 0,0053
