Способ оксидирования железоуглеродистых сплавов
Авторы патента:
Изобретение относится к области химико-термической обработки железоуглеродистых сплавов и направлено на решение задачи повышения коррозионной стойкости оксидного покрытия железоуглеродистых сплавов без усложнения технологии. Способ оксидирования железоуглеродистых сплавов предусматривает нагрев и выдержку при температуре 600 - 900oC в смеси, содержащей водяной пар и воздух при их массовом отношении 0,02 - 200, причем с повышением температуры выдержки это отношение увеличивают.
Изобретение относится к области металловедения и, в частности, к химико-термической обработке металлов и сплавов.
Целью способа оксидирования является повышение коррозионной стойкости оксидного покрытия железоуглеродистых сплавов без усложнения технологии. Известен способ оксидирования сталей по патенту РФ 2049148, в среде водяного пара при давлении около 10 МПа и температуре 540oC, позволяющий восстанавливать пленку магнетита на стальных поверхностях. Однако необходимость поддержания высокого давления пара при его выполнении сильно ограничивает возможности применения этого способа. Указанный недостаток частично устраняет способ оксидирования железоуглеродистых сплавов по патенту РФ 1809839 (прототип предлагаемого изобретения). Он выполняется в печной атмосфере водяного пара и неконтролируемого содержания воздуха при нормальном давлении и более высоких температурах, в среднем 600oC. Этим способом получают оксидные покрытия, повышающие износостойкость и термостойкость железоуглеродистых сплавов. Однако эти покрытия не обладают удовлетворительной коррозионной стойкостью, поскольку не обладают достаточной плотностью и толщиной. Этот недостаток устраняет способ оксидирования железноуглеродистых сплавов по предполагаемому изобретению. Поставленная в нем цель достигается тем, что в известном способе, включающем нагрев и выдержку изделий при температуре нагрева в смеси водяного пара и воздуха, выдержку производят при температурах 600-900oC, а массовое отношение водяного пара и воздуха поддерживают в интервале 0,02-200, причем с повышением температуры выдержки это отношение увеличивают. Заявляемые значения интервалов температур и массового отношения ингредиентов являются оптимальными с точки зрения получения антикоррозионного качества покрытия, поскольку выход за их пределы приводит к получению слишком тонких, рыхлых или легко отслаивающихся оксидных слоев и пониженными антикоррозионными свойствами. Предлагаемый способ оксидирования осуществляют следующим образом. Пример 1. Нагрев пластин из листовой стали 08 кп с чистотой поверхности 6-8 класса производят в шахтной печи типа США до температуры 660
10oC и производят выдержку в течение 1 ч в атмосфере промышленного сжатого воздуха ГОСТ 9010-80 (группа 3), предварительно увлажненного путем барботирования через емкость с водой при 20oC. Вследствие этого содержание воды в воздухе повышают с 1,580 г/кг (по ГОСТ 9010-80) до 0,02 кг/кг, которое измеряют по уменьшению массы воды в барботере. После выдержки пластины охлаждают вместе с печью до 200oC. Полученный оксидный слой имел толщину 20 мкм и не показал заметной коррозии в течение 14 сут в парах кипящего 15%-го водного раствора поваренной соли. Сравнительные испытания аналогичных пластин, оксидированных при 580oC в парах воды с неконтролируемым содержанием воздуха, показали язвенную коррозию уже через 2 сут. Пример 2. Отливки из высокопрочного чугуна нагревают в жароупорном контейнере в печи до 900oC и выдерживают при этой температуре в течение 30 мин при подаче в контейнер воды и сжатого воздуха в массовом отношении 200. Это отношение измеряют по показаниям дозирующего устройства подачи воды и воздушного ротаметра. В результате на поверхностях отливки был получен оксидный слой толщиной 30 мкм, коррозионно стойкий в течение 10 сут в условиях, аналогичных указанным в примере 1. Аналогичные отливки с оксидным покрытием, полученным при 550oC в паровой среде с неконтролируемым содержанием воздуха, показали заметную коррозию после испытаний в течение 1 сут. Использование предполагаемого изобретения обеспечивает, то сравнению с прототипом, повышение коррозионной стойкости изделий на порядок величины.Формула изобретения
Способ оксидирования железоуглеродистых сплавов, включающий нагрев и выдержку в смеси, содержащей пар, отличающийся тем, что выдержку проводят при 600 - 900oС в смеси, содержащей водяной пар и воздух при их массовом отношении 0,02 - 200,0, причем с повышением температуры выдержки это отношение увеличивают.
Похожие патенты:
Изобретение относится к области химико-термической обработки стальных деталей, в частности нефтегазодобывающего оборудования, и может быть использовано для повышения стойкости стальных деталей против усталостного разрушения, коррозии и износа в топливно-энергетической, металлургической и машиностроительной отраслях промышленности при металлообработке
Способ восстановления элементов энергооборудования из углеродистой и низколегированной сталей // 2049148
Изобретение относится к термической и химико-термической обработке и может быть использовано для восстановления оптимального комплекса служебных свойств металла элементов паровых котлов после эксплуатации свыше расчетного срока службы при одновременном восстановлении защитной магнетитовой пленки на внутренней поверхности
Патент 414659 // 414659
Патент 396453 // 396453
Способ получения окисной пленки // 338562
Изобретение относится к технологии пассивации металлических поверхностей оборудования и трубопроводов, в том числе и на атомных энергетических установках (АЭУ), а именно к технологии паротермического оксидирования
Изобретение относится к области металлургии, в частности к химико-термической обработке сплавов на основе железа, преимущественно полученных спеканием порошков, и может найти применение в машиностроении в основном с целью повышения сопротивления коррозии, а также повышения твердости и износостойкости поверхностного слоя
Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов и сплавов и может быть использовано для интенсификации и регулирования температурно-временных параметров процессов образования защитных (функциональных) диффузионных покрытий с заданными свойствами на металлических конструкционных материалах и изделиях
Способ охлаждения водой стального материала и стальной материал, получаемый с помощью этого способа // 2366732
Изобретение относится к области оксидирования стального материала, Для получения после охлаждения стального материала требуемой толщины оксидной пленки допускают образование оксидной пленки на поверхности стального материала dH2O+d O2 15 нм, где dH2O - толщина оксидной пленки, образующейся с участием водяного пара в качестве окисляющей субстанции (нм): dH2O={5,50·10-3(Ti2-To 2)-6,51(Ti-To)}/CR, где То 573 K; dO2 - толщина оксидной пленки, образующейся с участием растворенного кислорода в качестве окисляющей субстанции (нм); dO2=7,98·10-4(Ti-T o)dDo, где To 573 K; Тi - начальная температура охлаждения водой (K); То - конечная температура охлаждения водой (K); d - толщина стального материала (мм); Do - концентрация кислорода, растворенного в охлаждающей воде (мг·л-1 ); СR - скорость охлаждения (K·с-1 )
Изобретение относится к области химико-термической обработки стальных изделий, в частности к способам и устройствам для паротермического оксидирования, и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, электротехнической промышленности для получения защитной оксидной пленки на поверхности стальных изделий
Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению полосы из электротехнической стали, используемой в электротехнической промышленности. Для создания в полосовой стали надежного изолирующего слоя с хорошими контролирующими свойствами изготовление электротехнической полосовой стали с оксидным покрытием проводят в установке для непрерывного рекристаллизационного отжига, при этом полосу сначала нагревают и охлаждают в зоне нагрева и охлаждения установки, а затем ее подают в зону перестаривания. Из зоны перестаривания полосу вводят в зону окончательного охлаждения с температурой от 450°C до 550°C, в зоне окончательного охлаждения воздействуют на указанную полосу концентрацией кислорода от 0,05% до 0,2%, при этом точку росы воды устанавливают на температуру ниже -10°C. Электротехническая полосовая сталь имеет на поверхности оксидный слой, содержащий более 90% Fe3O4, толщина оксидного слоя меньше или равна 150 нм. Полосу с оксидным покрытием применяют для изготовления шихтованных пакетов из изолированных друг от друга листов активной стали для статоров и роторов электродвигателей или генераторов. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области окисления поверхностей металлических изделий для обработки перед нанесением адгезивных слоев. Способ подготовки металлических изделий при производстве резинометаллических изделий перед нанесением адгезивного слоя включает обработку поверхности металлических изделий путем окисления в среде воздуха при температуре 220-250°C в течение 20-30 мин. Обеспечивается подготовка поверхности металлических изделий к нанесению специального адгезивного слоя при производстве резинометаллических изделий и увеличивается прочность сцепления металлических изделий с резиной. 1 табл.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к разработке жаростойкой ферритной стали, используемой в области энергетики для производства паровых котлов солнечных тепловых электростанций. Сталь содержит в мас.%: С: от 0,01 до 0,3, Si: от 0,01 до 2, Mn: от 0,01 до 2, P: максимум 0,10, S: максимум 0,03, Cr: от 7,5 до 14,0, раств. Al: максимум 0,3, N: от 0,005 до 0,15, баланс Fe и загрязняющие примеси. На поверхности стали сформирована оксидная пленка, содержащая, исключая кислород и углерод, от 25 до 97% Fe и от 3 до 75% Cr. Сталь обладает высокой фотоселективной абсорбционной способностью и стойкостью к окислению. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области металлургической промышленности и может быть использовано в технологии производства трансформаторной стали, содержащей кремний, на стадии формирования электроизоляционного покрытия. Способ получения оксидного электроизоляционного покрытия на поверхности листовой кремнийсодержащей трансформаторной стали в виде слоя фаялита Fe2SiO4 включает нагрев поверхности стали до температуры 620-640°С в атмосфере воздуха, выдержку при указанной температуре в атмосфере воздуха в течение не менее 30 часов и охлаждение вне печи до температуры окружающей среды. Обеспечивается получение высококачественного покрытия без использования дорогостоящих и дефицитных материалов с использованием безотходной и экологически чистой технологии без специального оборудования при совмещении оксидирования с процессом термообработки трансформаторной стали.
Способ отжига листовой стали // 2647419
Изобретение относится к области металлургии. Для повышения прочности листовой стали и уменьшения ее удельной массы проводят отжиг листовой стали, содержащий первый этап, состоящий в полном окислении поверхности листовой стали и тем самым создающий полностью оксидированный поверхностный слой, второй этап, состоящий в селективном окислении прочих, помимо железа, элементов стали в области, продолжающейся под указанным полностью оксидированным слоем, с созданием, таким образом, селективно оксидированного внутреннего слоя и третий этап, состоящий в полном восстановлении указанного полностью оксидированного поверхностного слоя. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 табл.
