Состав для нанесения комплексного теплозащитного покрытия

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<з1)з С 23 С 10/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ I!I ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

; ДД-Ir)P((< )P,/| J :ВИДЕТЕЛЬ.. (21) 4753072/02

Р 2) 01 09 89 (46) 23.12,91. Бюл, М 4 (71, БелоГ .:«сское 138спубликанское нау-: -I;2пооизводственно обьедлнение поро1вховой мю Галл1!ргии (72) А, А, Кол ес 1< и ко в, С. В, Побере>к н ы Й

Г,В.Борисенок, 1 /1.В,Киселев и В.A.ÊCT (53) 621.785,5(088.8)

1 зв) Авторское свлдетельство СССР

::;! 390196,;л, С 23 С 1!2/02, 1971.

Авторское свидетельство СССР 1 1625048. кл. С 23 С 10/52, 22.08,8о,, :- 4) СОСТАВ, ЛЯ В Н СЕНИЛ КОМГП1=КСНОГО 1"=ПЛОЗАШ1ЛТНОГО ПОКРЫТ1л;1 (57) Изобретение относится к области меТаЛЛУРГ?ли, а ИМ8 ; НО К НВНЕС8НИК2 ТЕПЛОЗЗщ1лтных по <оыти1 на лзделия, кратков"."Изобретенле относится к области металлургии, а именно к нанесению теплозащлтHhix покрытий на изделия, кратковременно работающие в скоростном потоке высокотемпературной кислородсодержащей плазмы с целью повышения их сопротивления вьсокотемпературной газовой коррозии и обеспечения заданного ресурса работы в экстремальных условиях, и может быть использовано в аэрокосмической, энергетической и других областях техники, Цслью изобретения является улучшени8 защитных свойстВ покрытия за сч8т уменьшения потерь массы.

Оксиды хрома {Сг!Оз), кремний (S!Qz). ниобия (ii!bzOg) — поставщики активных "..Тсмов соответствующих элементов для образования многокомпонентного покрытия, « «О;, 1700096 А1 1 ; и -,.б, -аю ц.i8 в С .".01 OC +0M потоке вы,-,.-,. -,Т=мпера-п,п1-181-;:, кислородосодержащей

:-,лазмы. и мох<ет 61:.:ть использовано в аэрокосмической, энерге. 1ческой и других областях . ехн1 к:;, Целью изобретения является улучшение =,8LI!, Тных свойств покрьпия за счет уменьшения ютерь масс-, Сосльав содержит следующие компоненты 18c,%: оксидхрома 24-26; оксид кремния 2,6-3,4; сксид ниобия 5,8-6,4; оксид лантана 1,1-1,3; оксид циркония, модифици,:ов= н -«=Iй иттрием 1,7-2,6; смесь оксидов - ЗЬ! 1,2-1,/; г.орошок алюминия 24-26; порошок х<елеза 14-17: натрий-титан ф-ори.тый 0,3-0,6; титан борфтористый 0,5-0,8;

3J! 1оминий фтористый 0,1 "0,4., цинк стеариновокислый 0,1-0,3; аммоний хлористый С,5-11,5, OI

Око. 1д лантана (1 а203) марки Г1аОК- и ъ смес; оксидов редкоземельных металлов (СеО 57% (з2О3 25%; Кбр:.- 17;4; Рг60;1

4%, (полирит) вводятся в состав для легирования многокомпонентного покрытия и образов=ния на егс поверхности плотной, прочно cii8ïë8ííoé с материалом покрытия О оксидной пленки, активно препятствующей О" гроникновени:а кислорода плазмы к покрь:ию.

Оксид цир .

Параметры работы плазмотроня следующие: расход газа 1,55 10 кгlс; полезная

-3 мощность 15,2-.17;0 КВТ; энтальпия струи

9,8-10,9 Дж/кг; температура на срезе сопла

4980-5400 К; скорость истечения струи 130 м/с, Начальное время нахождения в плазменной струе определяется появл: —; н.ек1 на лобовой поверхности образца Оэз те.,лозащитного покрытия жидкой фазы и ее укос да уменьшения размера образца на 1/3-1/4 диаметра. Предварительны=испытания показывают, что это время сг»ставляет 3,5 с. При этом уменьшение p_#_8метра образца эа счет плавления материала и уноса жидкой фазы с лобовой паве ::х,ости составляет 2,2 — 2,5 мм, Поскольку требуемое время раоаты образца с покрытием в приведенных у г:овиях испьпаний должно составлять 3 — 4 . (бяз разрушения покрытия и начала сплявле::-I:. я материала основы, а также при минимальной потере формы образца), выбраны три временных лнтервала обдува: 3,5; 4,0 ":

4,5-4,9 с.

Качественная оценка защитных свайс-.а покрытия после различного времени обдуьа образца плазменной струей производится влзуально га степени разрушения пакрьтия и материала основы, Гравиметрическим методом оценивается потеря массы образца эа время испытаний, отнесенная к единице пла цади поверхности;

ITI1 г»»2

P 5 где m» — масса образца до испытанлй;

ITI2 — масса образца после испытаний;

S — площадь поверхности образца, Потеря массы является следствием абРЭЭОВЯНИЯ СЛОсжНЫХ ОКСИДОВ НЯСЬ»ЩЯЮШ :1Х метаг лов и их унаса плазменной струей в процессе обдувя.

Потеря формы образца после испытаний оценивается вспроцентах из выражения; о/

О» где d» — диаметр образца с покрытлем до испытании;

d2 — диаметр (размер при оплавлении) образца в минимальном сечении после испытаний t в струе и уноса части массы покрытия и материала образца потоком плазмы, Значения удельной потери массы rioкрытия и изменение формы образца магст не коррелировать, так как в процессе испь таний действуют два взаимно противог:сложных фактора — окисление покрытия, 1,7-2,6

1,2 — 1,7

24 26

14 — 17

0,1 — 0,3

0,5 — 1,5

Остальное сопровождающееся увеличением образца, и унос продуктов окисления и жидкой фазы в случае, если ана образуется плазменной струей, 5 Результаты испьп аний образцов без покрытий, с покрытиями, полученными в известном и предлагаемом составах приведень: тэа.1и :;е, тэм . .е I|p6!q iэвле i:!"" .толгци»;ы слоев г;акрыти . За всех случаях покрьпия 0 нанося гсу нэ IIB: лвиднь :"= Образцы из стя"I IË 1"- П с i П:-З Г В -e- ЕНИЕ б Ч.

Кэк в.-.дно;:,.:..:-.е;. .:льтэтов таблицы, поКРЫТИЕ. НаНЕСЕI I-i:Е В ПРЕДЛагаЕМаМ СОставе. павь:I":: —. TçïëñI;çGëÿöèoííûe (ь хярэктерис:,.:ки,-тэл. в 18,7 — 28,0 раз по срэ :.не;- .и:а c: :.-., лищенным материалом при увеличени; .;.õpÿнения формы образц=. е 17,3-23,4 разя. Па сравнению с покры-ием, получечны:I в известном составе, 2 ; —.- крыл ие, получен ное в и редлагемом составе, абла,дает в ",,7 — 2,0 раза лучшими защитны .::.и свайс в=i.;I:„повышает сохранение фар :;ы образцоь в 2, I — ",5 раза и имеет в

Лс1 — 2,5 раза балс,шую толщину слоя. с, ; Зормулэ изобретения

Состав дл нанесения комплексного теплоэяшитного покрытия на изделия, раI„ G. Эющие э скоростном потоке высока темперятуpна» к" слородсодержящей

30 IT!ñççìü, включающий аксид храма, Оксид кремния, оксид ниабия, оксид лантана, аксид ци.:ания, модийицированный иттрием, ал.амин ий. железо. алюминий фтааис; ый, ямманий хлористый и Оксид

35 эл аминия, О л и ч Я ю шийся тем, что, с це-.b,ý улучшения защитных свойств покрыти".; эа счет умен ьшенля потерь массы, аь дапалнительн-3 одержит смесь окси- .

Да В Р» с с1, Ii3TPIII» ГИТЯН фТОРИСТЫй, ТИТЯН

40 барф гсристый и Цин . стеЯриновОкислый .-ри следующим соатнашен» и компонен-cç. мяс.",(:

Оксид хра» а 24-26

2, б — 3.4

45 Оксид ниабия 5,3-6,4

ОКСИД »ЭНТЭ!-са 1, 1-1,3

Оксиa цирке.::я, »Модифицированный иттрием

50 Смесь аксидсв РЗ :. Л

Рл юмин ий

Жвс »ЕЗО

Натрий-титан с фтаристый 0,3 — 0,6

55 Титан борфтористь.:й 0,5 — 0,8

Ал.аминий фтаристый С,1 — 0,4

1,ин к стея рл н". окислый

Амманий хлористый

Оксид алюминия

170009б

X щ

5; э о л

С5 V СаааФ с! х 9 О е о

Ф ! !

S x c c та I I

1С Ъ Р С ) O Ж r) Ю Щ С2 (O ItC!

% ЮО -ОО ЮЮ

С4 СО Ю f ÎÐ N cC CCI N ñÒ CCI N сС Ц - С 4 ) ° СЯ С е С

Ф .СС

I о

O Cl + о

Х а.

° 5

С Б Я Ц . С

С:W

II5

СХЬ25Са

О К CLS

)- y м !- X ь ь сУ CCI CC) ,«) С С С ) ЮO

СО Ю еа 1 о

I» о

СЧ 1

О

ICI

Ы Ю !Л

С 4 С )

Ю О

N С1

О О (й

Ю О

С ) ID

О О

Г

Ы

ы с СО

Ж

; О Ф ! !

С5

С5

С

О

Ф

М

Я о о

С3

Я и

Ф

X >, С- а

> CI а о

СО

Ф а С5

). а

"mCI O

S С

ZI5O д

CC 2

К Ф Л

Ф 6) .а доас5 "1 о а

C Ф

СС СС вЂ” С 4 — С Ф С" - С4 СМ

ОО ООООООООО т N c-NN — СЧN NN