Сплав на основе твердого раствора карбида молибдена в никеле
Сплав предназначен для наплавки седел и штоков запорной арматуры, применяемой в производстве фторсодержащих соединений. Сплав содержит, мас.%: карбид молибдена 3,0 - 7,0; твердый раствор карбида молибдена в никеле с содержанием 4,94 - 8,30% карбида молибдена - остальное. Свойства сплава следующие: твердость 3700 - 5200 МПа, коррозийная стойкость (ток коррозии) (2,0-2,5)
10-5 А/см2. 1 табл.
Изобретение относится к области металлургии и предназначено для наплавки седел и штоков запорной арматуры, применяемой в производстве фторсодержащих соединений. Цель изобретения повышение твердости сплава и его коррозионной стойкости во фторсодержащей среде. Указанная цель достигается тем, что сплав в виде твердого раствора карбида молибдена в никеле дополнительно содержит карбид молибдена при следующем соотношении ингредиентов, Карбид молибдена 3,0-7,0 Твердый раствор карбида молибдена в никеле Остальное при этом твердый раствор карбида молибдена в никеле содержит 4,94-8,30 мас. карбида молибдена. При содержании в сплаве и твердом растворе карбида молибдена в никеле карбида молибдена в вышеуказанных пределах его двухфазная структура (дисперсные равномерно распределенные в сплаве частицы карбида молибдена и твердый раствор карбида молибдена в никеле) имеет повышенные твердость и коррозионную стойкость во фторсодержащей среде. Как показали проведенные исследования при содержании карбида молибдена в сплаве и твердом растворе карбида молибдена в никеле 3,0 и 4,94% соответственно твердость сплава практически не отличается от аналогичных показателей сплава-прототипа. При содержании карбида молибдена в сплаве и твердом растворе карбида молибдена в никеле более 7,0 и 8,30% соответственно в сплаве образуются волосовидные трещины, которые могут явиться источником развития ножевой, язвенной и межкристаллитной коррозии. При отработке предлагаемого сплава были опробованы составы с содержанием карбида молибдена в них и твердом растворе карбида молибдена в никеле в количествах, соответствующих как граничным значениям его, приведенным в формуле изобретения, так и средним значениям и значениям, выходящим за заявляемые пределы. Сплав получали лазерной имплантацией (наплавкой) карбида молибдена в поверхностный слой никеля марки НР-2, для чего на поверхность никелевых пластин размером 10х10х25 мм наносили шликерное покрытие (пасту) слоем толщиной 100-200 мкм, приготовленное из порошка карбида молибдена дисперсностью 0,5-50 мкм на основе 5%-ного раствора канифоли в этиловом спирте. Имплантирование производили технологической лазерной установкой "Квант-15" при мощности излучения 4-12 Дж, положении фокусного пятна относительно поверхности пластины на расстоянии 4-12 мм, перекрытии полос при имплантации по площади 100-200 мкм. Фазовый состав полученного сплава (наплавленного слоя на поверхности никелевой пластины) изучали с помощью рентгеновского дифрактометра "Дрон-2" в кобальтовом монохроматизированном K
-излучении. Металлографические исследования проводили на оптических металлографических микроскопах типа МИМ и на растровом электронном микроскопе РЭМ-100У. Рентгеноспектральный микроанализ проводили на всеволновом дисперсионном анализаторе спектра рентгеновского излучения ВДАР-1 и на сканирующем электронном микроскопе. Измерение микротвердости сплава проводили на приборе ПМТ-3 при нагрузке 50 г с шагом измерений 30 мкм. Проведенные исследования показали существование имплантированного карбида молибдена в никеле со значительным перенасыщением твердого раствора карбида молибдена в никеле карбидом молибдена. Коррозионную стойкость сплава проверяли электрохимически в 0,1 М растворе плавиковой кислоты на потенциометре ПИ-50-11,1 с программатором ПР-8 и потенциометром ПДПП-002 методом линейной поляризации. В таблице приведены составы предлагаемого сплава, сплава-прототипа и данные по влиянию карбида молибдена на твердость сплава, на его коррозионную стойкость в 0,1 М растворе плавиковой кислоты и характеристика микроструктуры сплава. Как видно из таблицы, наибольшие показатели твердости сплав имеет при соответствии его заявляемым пределам по содержанию карбида молибдена в нем и твердом растворе карбида молибдена в никеле (составы 1-3). При содержании карбида молибдена в сплаве и твердом растворе карбида молибдена в никеле ниже заявляемых пределов (состав 4) его твердость практически не отличается от аналогичных показателей сплава-прототипа. При содержании карбида молибдена в сплаве и твердом растворе карбида молибдена в никеле выше заявляемых пределов (состав 5) в сплаве наблюдаются выходящие на поверхность волосовидные трещины, которые могут служить причиной язвенной, ножевой и межкристаллитной коррозии. Предлагаемый сплав по сравнению со сплавом-прототипом, благодаря равномерно распределенным в нем дисперсным частицам карбида молибдена и перенасыщенному карбидом молибдена твердому раствору карбида молибдена в никеле, имеет значительно большие твердость (в 1,8-2,5 раза) и коррозионную стойкость во фторсодержащей среде (на 30-40%), что позволяет использовать его для направки рабочих поверхностей седел и штоков запорной арматуры установок производства фторсодержащих соединений и повысить их стойкость и соответственно срок службы запорной арматуры.
Формула изобретения
СПЛАВ НА ОСНОВЕ ТВЕРДОГО РАСТВОРА КАРБИДА МОЛИБДЕНА В НИКЕЛЕ, отличающийся тем, что, с целью повышения твердости и коррозионной стойкости во фторсодержащей среде, твердый раствор карбида молибдена в никеле содержит 4,94 8,30% карбида молибдена, а сплав дополнительно содержит карбид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас. Карбид молибдена 3,0 7,0 Твердый раствор карбида молибдена в никеле ОстальноеРИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000
Извещение опубликовано: 20.10.2000
