Состав для диффузионного хромирования
Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано в химической и металлургической промышленности. Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости хромированной стали. Состав содержит, мас.%: хром 60-65 бор 1-2 ниобий 1-3 гидрид кальция 4-6 хлорид аммония 0,75-1,5 окись алюминия - остальное. Это позволяет значительно повысить коррозионную стойкость стали в растворах серной, соляной и плавиковой кислот. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН ((9)SU(IIl 15
А1 (у1) С 23 С 10/52
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4484967/27-02 (22) 21.09.88 (46) 30.09.90. Бкп. У 36 (72) О.В.Каспарова, А.А.Зорина и Я.М.Колотыркин (53) 621.785.5106 {088.8) (56) Дубинин Г.Н, Диффузионное хромирование сплавов. M Машиностроение, 1964, с. 189. (54) СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО ХРОМИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к химикоИзобретение 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 промьппленности.
Целью изобретения является повьппе» ние коррозионной стойкости хромированных углеродистых сталей.
Состав для диффузионного хромирования содержит хром, хлорид аммония, окись алюминия, бор, ниобий.и гидрид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.7.:
Хром 60-65
Бор 1-2
Ниобий 1-3
Гидрйд кальция 4-6
Хлорид аммония 0,75-1,5
Окись алюминия Остальное
2 термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано в химической и металлургической промьппленности. Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости хромированной стали. Состав содержит, мас.X: хром 60-65; бор 1-2; ниобий
1-3; гицрид кальция 4-6; хлорид аммония 0.75-1,5; окись алюминия — остальное. Это позволяет значительно повысить коррозионную стойкость стали в растворах серной, соляной и плавиковой кислот. 3 табл.
Введение добавок бора и ниобия в состав для диффузионного хромирова. ния повышает коррозионную стойкость углеродистых сталей преимущественно в кислых средах неокислительного характера, а также слабой и средней окислительной силы. Введение гидрида кальция в состав смеси практически предотвращает образование на поверхности обрабатываемых углеродистых сталей карбонитридов хрома типа . Cr (NC), ухудшающих коррозионную стойкость. Согласно результатам рентгеновского фазового анализа, проведен1ного на установке ДРОН-3(CuK с(-излучение, никелевый Фильтр), количество карбонитридов хрома на поверхности углеродистой стали 45 уменьшается при этом с,100 до 4 107, а основной фазой внешней зоны диффузионного слоя становится карбид хрома типа
Cr С., способствующий самопассива i 595939 ции пав(1рхнасти стали и,, следОВятель
НО, РЕЗКОМУ ПОВЫШЕ НИЮ КОРРО31(ОННОЙ
СТОЙКОСТИ.
При температуре -»600"С гидрид кальция разлагается на 1(альций и Водород. При температуре:EHMHKo"- еркеической обработки кальций Взаимодей"Tвует с азотом активатора с образованием T ":ÃаплЯВкОго сОеДипзния СЯ. N
3 2 и таким образом препятствует диффу- зии азота в сталь. Kpo»(взаимодейст-вия с азотом активатора, кальции может частична Окисля1ь(я кислородом воздуха., находящегося В контейнере,. с образованием окиси кальция, а также взаимодействовать с дру-.HIaa компонентами насыщвющей смеси, 3 результате в предлагаемый состав Вводится избыточное количество гидри(да кальция по сравнению с Teil. Которое требуется для связывания им aýoòà,àKTHBàòope.
Все компоненты смеси использовали в вице порошков. В ка:естве хромсодержащего вещества применяли хром элект-. ролитический. Смесь засыпали в контейнер из нержавеющей стеялй в который одновременно загружали образпы из углеродистой с..али 45. Контейнер с. плавким затвооом загружали В Keiiiepную пе .ь, нагретую до 1100 С, выдер.= живали при этой т"мпературе 5 ч. пос.-ле .(его охлаждали с пе:ью дс 300 С, а затем на воздухе. Коррозионные;испытания хромироьанных таким образом
ОбраэЦОВ проводили B ра(1ТВОрах 5%--ной серной., соляной и тлавиковой кислот при 40 С, а в 98%-.íoé серной кислотепри 90"С в течение 96 ч (с заменой раствора через 48 ч испытания). Кроме того, проведены длительные коррозионные испытания (12 и 24 сут) . СкаpocTb коррозии определяли по потерям массы образцов. Относи..ельная ошибка измерения скорости коррозии н(ь превышала 10%.
Результаты коррозианных Hспытаний приведены в табл. 1-3„
Выход за пределы концентрации хр ома, бора и ниобия в насьш1ающей смеси приводит z снижению коррозион-HoIE стойкости. Кроме того, при уве-.личении содержания хрома в насыщающей смеси выше верхнего предела происходит спекание смеси, а при повышении содержания бора. в смеси выше верхнего предела наблюдается скалыва-: ние дчффуэионного слоя. При увеличе-
1 нии сод: —::джани.=, «иоб1..я в насыщающей смеси вьше веp:,.Ней предельной концент-, рации диф,,:, зионный лой становится пористьа (,. При содержаiiiIH 1 идрида
5. кальция з ня сыщяюще и с „il си ниже ниж н га пр- еделя «(ли при Одеpz(HEEH:» хлОри дя яммопи>:: Выше Верхи .го предела ко личество гидрида ..япьция оказывается недостаточ((ь . Де:я свяэыванля им азота активатора,. При соде-.р::Янин I!.-(дрида кяльция B cue(III Выше Верхнего предела коррозионняя с;oJKo(Tь ".Ни,;,.ае-.тся, а при содержании»(лор..:,дя аммония в пред=.
ЛЯГЯЕЬ«О;,(OC-,-.,: .l(Е(И1;;Е Н-..;„НЕ О ПЯЕДЕЛ.1 уменьша. :— :тся насьье, сща1-. Спо(обность см си.
iNBK .31".Дна )1з Га! JJ з 2 ХЭО(»»»ООВс»НИе углеродистой стали ;5 .в -=;peqTiapаемом
20 составе,по сравнению с известнь(м)
П7ИВОД;"..;(11О:Ыь(ЕНИЮ =e KOppOZ OHI стойкос:и:. раствор Я» 5%-"Ho! coJIJIHC!E и 98%-JJО(cep il и ки=лот в .- 580=600 раз, а -=: раci Hope %-ной плавиковой «5 кислоть; - н -. 165 =я:=.:
Из т-"бл,. 3 В((дно, ч Io длительные коррази зк-(ь е нспы1янн и= приводят с к ухудш-",:.:-.::ю Ko!;!pоBN" HHo:I стойкости предлаг земсг о состя Вя, .Нолее того, . (1 B растворе 5% 1 : 80, .е-абл(адае-.ся лаже
ПОВЫШЕН (Е KOPPОЭИОННОЙ СТОЙКОСТИ С
УВЕ (итi e"- 1: ..;> ч 1 — (Ч-,;;;((Tc-ЛЬНГ(ти ИСПЬ5 таний (В рави;нии ..-: да:-(ными табл., 1 и 2).
Таки . (бря-ом, предлагаемая диффуэион-" --легирова-.ная сталь обладает очень Вы:окой корроз.(OHHoé стойкостью В растворах с .рной, соляной и плавикоьой кислот за счет сверхсуьг о марного эффекта от введения в состав шихты для диффузионного хромирования бора, ниобия и гидридя кальция.
Ф о р м у л а и з о б р е ò е í è ÿ
Состав для диффузионного х;.Омиpовяния.,преимущественно углеродистых сталеи,, содержащий хром., хлорид аммония и окись алюминия, о т л и ч а— ю щ и и (.. я тei(-1":Q с вслью павы" шения коррозионной стойкости храмиPOBc(HHOJ :. (Tc!Ë!I> ОН ДОПОЛНИТЕЛЬНО СО -" держит бор, ниобий, и гидвип ке(льция при слепующе((ceo! г оше1(И1-: Kомпонентов, мас.,< ."
ХР ОМ 60-65
Бор 1-2
НИОб!(й 1=3
1идрид кальция - Ф-6
Хл арин а(тония 0 -, 75= 1, 5
Окись 1пх(инин Остальное
1595939
Таблица 1
Скорость коррозии (К) хромированной углеродистой стали 45 после испытаний в течение 96 ч в 5%
Н БО при 40 С
Состав насыщающей смеси, мас.7.
О, 723
Таблица 2. Скорость коррозии, г/м ч
Состав насыщающей смеси, мас.7.
5%НС1, 5XHF, 98% H S0g, t = 40 С t = 40 С. t = 90 С
Известный
50Cr + 5ИН С1 + 45А1 Оз 0,404 0,116 0,381
Пр едлагаемый
62Cr + 2В + iNb + 5СаН < +
+ 1,H C1 + 29А1 0 0,0007, 0,0007 0,0006
Таблица
"Скорость коррозии предлагаемого состава после длительных испытаний
Скорость коррозииу Г/м2 ч
Состав насыВремя испы таний, -сут щающей смеси мас X
5%Н О, 57БС1, 98% Н 80,, — 40 С 1 = 40 С 1 = 90 С
62Cr + 2В + 12
+ 1Nb + 5СаНг +..
+ iNH 0,0006 0,0007 0,0005 0,0007 0,0006 0,0005 Составитель И.Дашкова Техред М,Дидык Корректор М.Кучерявая Редактор А.Лежнина Заказ 2891 Тираж 813 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 т Производственно-издательский комбинат "Патент", r,Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101 Прототип 50Cr + 5NH C1 + 45А1 0 р Пр едлага емый 60Cr + 1В + INb + 4СаН< + 0,75ИН С1 + + 33,25А1 0з 65Cr + 2Б + 3Nb + 6CaH + 1,5ИН С1 + + 22,5А1, О з 62Сг + 1,58 + 2Nb + 5CaH > + 1ИН С1 + + 28,5А1 О > 0,0009 0,0008 0,0008
