Порошковая смесь для цементации высокохромистых сталей

Авторы патента:

АЛЕШКЕВИЧ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

ВОРОШНИН ЛЕОНИД ГРИГОРЬЕВИЧ

ФРАЙМАН ЛЕОНИД ИЛЬИЧ

ХУСИД ЕЛЕНА МЕЕРОВНА

C23C8/64 - науглероживание

Изобретение относится к области металлургии, а именно к порошковым смесям для цементации высокохромистых сталей, и может быть использовано для повышения эксплуатационной стойкости изделий, работающих в условиях изнашивания. Цель изобретения - интенсификация процесса насыщения углеродом поверхности при одновременном повышении износостойкости, прочности и ударной вязкости изделия. Это достигается введением гамма-оксид железа в порошковую смесь следующего состава, мас.%: гамма-оксид железа 1 - 3

древесный уголь 97 - 99. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) щ)5 С 23 С 8/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧМРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4432205/3 1-02 (22) 22.03.88 (46) 30.06.90. Бюл. Р 24 (71) Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии и Белорусский политехнический институт (72) В.И.Алешкевич, Л.Г.Ворошнин, Л.И.Фрайман и Е.М.Хусид (53) 621.785.51.06 {088.8) (56) Ляхович Л.С., Ворошнин Л.Г., Ростовцев А.Н. Цементация высокохромистой стали. вЂ” МИТОМ, 1975, Р 8, с. 9 12.

Изобретение относится к металлургии, а именно к порошковым смесям для цементации высокохромистых сталей, и может быть использовано в машиностроительной, приборостроительной отраслях промышленности для повышения эксплуатационной стойкости изделий, работающих в условиях изнашивания.

Цель изобретения вЂ” интенсификация процесса насыщения углеродом поверхности при одновременном повышении износостойкости, прочности и ударной вязкости изделия.

Поставленная цель достигается тем, что в известной порошковой смеси для цементации содержащей древесный уголь и активатор, в качестве активатора вводится оксид железа

2 (54) ПОРОШКОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЦЕМЕНТАЦИИ

ВЫСОКОХРОМИСТЫХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к области металлургии, а именно к порошовым смесям для цементации высокохромистых сталей, и может быть использовано для повышения эксплуатационной стойкости изделий, работающих в условиях изнашивания. Цель изобретения вЂ” интенсификация процесса насыщения углеродом поверхности при одновременном повышении износостойкости, прочности и ударной вязкости изделия.

Это достигается введением гамма-оксид железа в порошковую смесь следующего состава, мас.Е: гамма-оксид железа

1-3; древесный уголь 97-99. 1 табл. = Ре О при следующем соотношении

2 компонентов(мас.X):

Оксид железа $ = Ее О> 1-3

Древесный уголь 97-99

Выбор наилучшего активатора вЂ” оксида железа $ = Fe<0> осуществлен в результате предварительных опытов по цементации высокохромистых сталей в древесном угле с добавками оксидов железа. Высокая эффективность карбюризатора с оксидом железа (=Fe<0 .,может быть связана с тегл, что восстановление оксида железа $ = Fe 0

У .сопровождается сравнительно с другими оксидами наибольгпигл числом кристалло- ° химических превращений. Это обеспечивает получение восстановленного железа высокой дисперсности.

1574680

Толщина слоя, мкм

Временное соСостав IlopQIIIKQBQA смеси, мас, Ж

Износ абразивный, кг/м2

Износ трения скольУдарная вязкость, МД/м противление, MIIa

Кар бид- Переная зо- ходная жения, xr/ на зона м ° в

Предлагаемьпi

Оксид железа

I-Fe,05

° Древесный уголь

Оксид железа

)-Fe О

Древесньй уголь

150 0,813 О, 123 884, 680

0,077

800

280 0,803 О, 114 867

0,079

Применение оксида железа = Ре О (ГОСТ 4 173-77) в качестве активатора приводит к протеканию каталитической реакции восстановления на поверхности угля СО до СО. Термодиффузионному насыщению подвергали сталь 40Х13 (ГОСТ 5632-72), помещая образцы в предлагаемую порошковую смесь для цементации и по оптимальному режиму выдерживая при 1000 С в течение 6 ч. о

Пример 1. Образцы из стали

40Х13 подвергали цементации по указанному режиму в термодиффузионной смеси состава 1 мас.X оксида железа Ф5

f = Fe Оз + 99 мас.X. древесного угля.

Результаты испытаний на износостойкость, прочность и ударную вязкость приведены в таблице. 2Р

Пример 2. Образцы из стали

40Xil3 подвергали цементации по указанному режиму в термодиффузионной смеси состава 2 мас.X оксида железа

Fe О + 98 мас.7 древесного yr- 25 ля.

Результаты испытаний на износостойкость, прочность и ударную вязкость приведены в таблице.

Пример 3. Образцы из стали 3р

40Х13 подвергали цементации по указанному режиму в термодиффузионной смеси состава 3 мас.7. оксида железа

= Fe 0з + 97 мас.Е древесного угля.

Результаты испытаний на износостойкость, прочность и ударную вязкость приведены в таблице.

Пример 4. В известном составе, содержащем 15 мас.Ж бикарбо- 40 ната натрия и 85 мас.Е древесного угля, подвергали науглероживанию образцы из стали 40Х13 по указанному режиму.

Результаты измерения величины карбидной зоны и испытаний на износостойкость, прочность и ударную вязкость приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый состав позволяет увеличить толщину карбидной зоны в 2-2,2 раза, снизить абразивный износ в 1,10-1,12 раз, износ трения скольжения в 1,20-1,30 раз, под.вЂ” нять прочность в 1,13-1,20 раз, ударную вязкость в 1,33-1,36 раз.

Следовательно, предлагаемая порошковая смесь позволяет повысить толщину карбидной зоны, интенсифицировать процесс насьпцения углеродом поверхности высокохромистой стали при одновременном повышении износостойкости, временного сопротивления и ударной вязкости материала.

Фор мула изобретени я

Порошковая смесь для цементации высокохромистых сталей, содержащая древесный уголь и активатор, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью интенсификации процесса насыщения углеродом поверхности при одновременном повышении износостойкости, прочности и ударной вязкости изделия, в качестве активатора содержит гамма-оксид железа (Ге О при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Гамма-оксид железа $ = Fe<0

1-3

Древесньп уголь 97-99

1574680

Продолжение таблицы

Ударная вязкость, МДж/M>

Износ абразивный, кг/и

Временное соИзнос

Толщина слоя, мкм

Состав порошковой смеси, 2лас.X т р ения сколь противление, МПа

Карбид- Переная зо- ходпая на . зона жения, кгlм

250 0,812 О, 121 837

790

0,078

300

270 0,896 0,148

739

0,058

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 1760 Тираж 817 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский .комбинат "Патент", r.Óêãîðoä, ул. Гагарина,!О!

Оксид железа (-Ре Оз

Древесный уголь

Прототип

Бикарбонат натрия

Древесный уголь

Составитель И.Соловцов

Техред M. Дидык Корр ект ор 0. Ципле

Порошковая смесь для цементации высокохромистых сталей

Изобретение относится к химико-термической обработке, в частности к составам для цементации в твердых карбюризаторах

Способ цементации стальных изделий // 1477781

Изобретение относится к области химико-термической обработки и может быть использовано при производстве металлообрабатавающего инструмента повышенной производительности в станкоинструментальной и машиностроительной отраслях промышленности

Состав для цементации стальных изделий // 1222711

Способ цементации изделий в кипящем слое // 375322

Способ газовой цементацииsc?c(>&hj_^1пат?ип.^&-'- лбиблl••l^-^ // 326257

Обозная г пдтл; . '-^ 'зйч^ская i <ой';*в.ч8цин ^.^ f-- p.^, i // 298699

Способ химико-термической обработки изделий из титановых сплавов // 277497

Способ химико-термической обработки изделий // 272763

Способ карбидизации электролитических хромовых покрытий // 123820

Твердый карбюризатор для цементации металла // 109006

Способ химико-термической обработки металлов // 2107111

Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов путем электронагрева их в твердой порошкообразной среде и может быть использовано для повышения эксплуатационной стойкости металлов в различных областях промышленности

Способ улучшения аэродинамических характеристик насыпного материала кипящего слоя // 2243029

Изобретение относится к области машиностроения, а точнее к разделу термической и химико-термической обработки деталей из металлов и сплавов

Способ защиты от высокотемпературного окисления поверхности внутренней полости охлаждаемых лопаток турбин из безуглеродистых жаропрочных сплавов на основе никеля // 2349678

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения алюминидных покрытий, и может быть использовано в авиационном и энергетическом турбиностроении для защиты от высокотемпературного окисления внутренней полости охлаждаемых лопаток турбин из безуглеродистых жаропрочных сплавов

Реакционный состав для химико-термической обработки материалов // 2038412

Изобретение относится к машиностроению и химии, конкретно к металлообработке и эксплуатации машин и механизмов, в том числе двигателей внутреннего сгорания

Карбюризатор для низкотемпературной нитроцементации // 1622422

Изобретение относится к составам для химикотермической обработки порошковых сталей и может быть использовано в машиностроении в качестве состава карбюризатора для низкотемпературной нитроцементации порошковых изделий

Способ упрочнения изделий из титана // 1742353

Способ поверхностного упрочнения металлических изделий // 2482203

Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к производству различных изделий из платины и сплавов на основе платины, преимущественно к изготовлению ювелирных изделий, монет, медалей, значков

Науглероженный стальной элемент и способ его получения // 2518840

Изобретение относится к науглероженному стальному элементу, способу его получения и цементируемой стали для него. Науглероженный стальной элемент получают с помощью специальных стадий науглероживания, охлаждения и закаливания. Стальной элемент содержит: С: 0,1-0,40 мас.%; Si: 0,35-3,0 мас.%; Mn: 0,1-3, мас.0%; Р: 0,03 мас.% или менее; S: 0,15 мас.% или менее; Al: 0,05 мас.% или менее; N: 0,03 мас.% или менее; и содержание Cr: менее 0,2 мас.% и содержание Мо: 0,1 мас.% или менее; и Fe и неизбежные примеси: остальное. Его поверхностный слой имеет первый слой, имеющий концентрацию углерода 0,60-0,85 мас.% и мартенситную структуру, в которой на границе раздела зерен отсутствует оксидный слой, обусловленный существованием Si. Второй слой имеет концентрацию углерода 0,1-0,4 мас.% и мартенситную структуру. Третий слой имеет концентрацию углерода 0,1-0,4 мас.% и не имеет мартенситной структуры. В результате полученный науглероженный стальной элемент обладает высокой твердостью и однородностью структуры. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

Способ активирования изделия из пассивного черного или цветного металла до науглероживания, азотирования и/или азотонауглероживания // 2536841

Изобретение относится к способу поверхностного упрочнения изделия из нержавеющей стали, никелевого сплава, кобальтового сплава или материала на основе титана. Обеспечивается нагревательное устройство, имеющее первую зону нагрева ниже по ходу от второй зоны нагрева, впуск газа и выпуск газа для прохождения газа через нагревательное устройство, нагрев изделия в упомянутой первой зоне нагрева до первой температуры в диапазоне 185-500°С, нагрев по меньшей мере одного соединения N/C, содержащего азот и углерод, в упомянутой второй зоне нагрева до второй температуры 135-450°С, которая ниже, чем первая температура, для образования одного или более газообразных веществ. При этом упомянутое соединение имеет одинарную, двойную или тройную связь углерод-азот и является жидким или твердым при температуре 25°С и давлении 1 бар. Осуществляется прохождение газа с использованием газа-носителя, который является неокисляющим по отношению к изделию, для контактирования изделия с газообразными веществами для активации изделия и последовательное нагревание изделия в этом нагревательном устройстве в присутствии газообразных веществ до температуры азотонауглероживания, которая является по меньшей мере такой же высокой, как и первая температура, и составляет менее 500°С. Обеспечивается повышенная твердость и усталостная прочность обработанных указанным способом изделий. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил., 8 пр.