Способ химико-термической обработки деталей из никелевых сплавов

 

Ю. Н. Грибоедов, Б. И. Юнц, Г. Б. Удальцова, А. И. Максимов, М. А, Анисимова, В. В. Меркулов и Э. М. Шейнзон (72) Автори изобретения

Научно-производственное объединение по технологии маипщостроения

ЦНИИТМАШ (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ХИМИКΠ— ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

ИЗ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к химико-термической обработ. ке деталей из никелевых сплавов, например, лопаток газовых турбин для защиты их от высокотемпературной газовой коррозии.

Известен. способ химико-термической обработки деталей из никелевых сплавов, по которому проводят диффузионное хромирование при 1050 —,1150 С в смеси, содержащей хром порошковый 60 — 70% (по массе), йодистый аммоний 1% и остальное окись алюминия 11).

Известен также способ химико-термической обработки деталей из никелевых сплавов, по которому проводят диффузионное насыщение хромом и железом из порошковой смеси, содержащей по массе 60 — 70% хрома и 8 — 12% же15 леза, йодистый аммоний и нейтральную добавку принятый за прототип (2).

Недостатком этих способов является то, что они не. обеспечивают достаточной защиты никеI левых сплавов от коррозии в сернисто-ванадиевой среде при температурах до 900. С.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости деталей из никелевых спла;

aoh в сернисто-ванадиевой среде при температурах до 900 С.

Для достижения поставленной цели предлагается способ, включающий диффузионное насыщение хромом и железом, после чего производят дополнительное насыщение полученного диффузионного слоя марганцем. Насыщение марганцем проводят из порошковой смеси, содержащей хром, марганец, железойодистый аммоний и нейтральную добавку при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Хром 58-62

Марганец 3 — 7

Железо 3 — 7

Йодистый аммоний 1

Нейтральная добавка Остальное

Дополнительное насыщение марганцем проводят при 1080 — 1120 С, при этом продолжительность этого насьпцения составляет 0,4-0,6 времени насыщения хромом и железом.

Проведение диффузионного насыщения в порошковой смеси, содержащей марганец, обеспечивает повышение стойкости А1 коррозии в сернисто-ванадиевой среде прн температурах

Данные коррозионных испытаний потерь веса после испыта. ний при 900С в течение 600 час мг/см оцентов в насыщающей смеси,%

С си нейтрдо

34,7

Остальное

1 60

I1 58

111 62

Остальное

36,8

40,3

Остальное

Глубина диффузионного слоя после обра- каждые 200 час, показали, что образцы сплава ботки по предлагаемому способу составляет 4о ЖС6К, обработанные по предлагаемому способу, 100-120 мкм. имели после снятия продуктов коррозии потерю

При этом имеет место следующее распреде- яеса в 3 раза меныпе, чем образцы. обработанление элементов в слое, вес.%, ные по известному способу, что способствовало. в наружной(ферритной) зоне слоя повышению долговечности деталей в 3 раза.

Cr

Мп

68-75

2,5-3,0

15-18

10-12

Формула изобретения

Fe

1. Способ химико-термической обработки

50 деталей иэ никелевых сплавов, вклю чаюший диффузионное насышение хромом и железом о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости в сернистованадиевой среде производят дополнительное

55 насыщение полученного диффузионного слоя марганцем.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю ш и йво внутренней (аустенитной) зоне

Сг — 30-32

Мп — 1,0 — 1,5

Fe — 12-1,5

Ni — 40 — 44

Результаты сравнительных лабораторных испытаний на газовую коррозию образцов из сплава ЖС6К в течение 600 час при 900 в среде имитирующей продукты сгорания турбинного топлива, с периодической обмазкой золой через с я тем, что насьш(ение марганцем проводят из порошковой смеси, содержащей хром, мар3 697602 4 до 900 С за счет образования сульфидов марган- Применение диффузионного насыщения хроца, которые имеют более высокую стабильность мом, железом и марганцем беэ предварительногг ,и температуру плавления, чем сульфиды хрома диффузионного насьпцения хромом и железом

"и железа, получаемые после диффузионной обра- приводит к повышенному содержанию марганботки с насьпцением хромом и железом. Кроме ца в слое, особенно в аустенитной (внутренней того, марганец, как известно, повьппает темпера- его зоне,что нежелательно из-эа снижения сопротив. туру плавления йаз$04, уменьшая влияние жид ленни высокотемпературной коррозии и жаропрочкой фазы на процесс коррозионного разруше- ности. ния. Полезная роль марганца на сопротивление Способ реализуется следующим образом. термоциклированию и снижение хрупкости слоя 10 Образцы никелевого сплава ЖС6К подвергасвязано с его влиянием на сближение коэффи- ют диффузионному хромированию в порошкоциентов термического расширения слоя и осно. вой смеси, содержащей, масс.%: хрома металливы. ческого 60, железа порошкового 10, йодистого

Оптимальное распределение марганца между аммония. 1 и нейтральной добавки 29 при 1080— наружной и внутренней зонами слоя достигает- 15 1120 С с выдержкой 20 час и охлаждением в ся благодаря получению на первой стадии диффу- печи до 600 С далее на воздухе. Затем эти обзионного насыщения слоя с высоким содержа- разцы подвергают диффузионному насыщению нием хрома, затрудняющего при дополнитель- . марганцем при 1100 C и выдержке 10 ч в сме. ном насьпцении диффузию марганца в основу..сях, составы которых приведены в таблице.

1" арничные составы насыщающей смеси предлагаемого способа

697602

Составитель P. Клыкова

Техред С. Мигай Корректор Е. Лукач

Редактор О, Колесникова

Тираж 1130 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на., д. 4/5

Заказ 6575/20

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ганец, железойодистый аммоний и нейтральную добавку при следуюгцем соотношении компонентов, масс.%:

Хром 58.-62

Марганец 3 — 7 5

Железо 3 — 7, Йодистый аммоний 1

Нейтральная добавка Остальное

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ и Й с,я тем, что насьпцение марганцем проводят при 1080 — 1120 С. б

4. Способ по пп 1 — 3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что продолжительность насыщения мар; ганцем составляет 0,4 — 0,6 времени насьпцения хромом и железом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коррозия металлов в продуктах сгорания тяжелого топлива, Труды ЦНИИТМАШ, 1961, Р 22.

2. Отчет ЦНИИТМАШ по теме 7.23, 1975.