Способ получения азотированных сплавов

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскик

Социалистические

Республик

< "> 729254 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.05.77 (21) 2489059/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл 2.

С 21 С 7/00

Государственный комитет

СССР (53) УДК 669.168 (088.8) Опубликовано 25.04.80. Бюллетень №15

Дата опубликования описания 30.04.80 ао ленам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Я. 1Цедровицкий, С. Г. Грищенко, В. А. Саранкин, Б. Н. Запорожко,Л. И. Бойцов, Н. К. Матюшенко, П. К. Гредитор, И. Г. Проценко и Т. И. Агафонов (7!) Заявитель

Запорожский ордена Трудового Красного Знамени завод ферросплавов (54) СПОСОБ ПО,ЛЕЧЕНИЯ АЗОТИРОВАННЫХ СПЛАВОВ

1

Изобретение относится к черной и цветной металлургии, в частности к производству азотированных ферросплавов.

Известен способ азотирования металлического марганца, включающий измельчение сплава до фРакции 2 мм, вакуумирование и нагрев измельченного сплава в вакууме с последующей выдержкой в атмосфере азота (11.

Недостатки известного способа состоят в неравномерном прогреве верхних и нижних поддонов с измельченным сплавом; сохранении различных температур при выдержке в атмосфере азота, которые приводят к неоднородности содержания азота в сплаве (различие в 2 — 3 абс. %) и к увеличению дл и тел ь ности аз от и ро ва ни я.

Целью изобретения является-сокращение технологического цикла и получение однородного содержания азота в сплаве.

Это достигается тем, что для азотирования применяют азот, который перед вводом в систему предварительно нагревают до температуры на 100 — 150 С ниже температуры азотируемого сплава.

Известно, что скорость азотирования можно выразить следующим у равнением:

4т; (() нлс ()т) о» где Э вЂ” коэффициент диффузии азота. см/с ;

S — глубина диффузионного слоя, см;

F — поверхность раздела газ/металл, см ;

1 — объем металла, см з; (М) — равновесие содержания азота е/. (1Х1), — текущее содержание азота в момент времени.

Рост температуры, с одной стороны, приводит к повышению скорости азотирования, так как увеличивается (по экспоненциальному закону) коэффициент диффузии D, а с другой стороны — к снижению (1х1)„„, т. е. снижает скорость азотирования.

Экспериментально установлено, что с учетом выделения тепла при азотировании металла нагрев газа целесообразно вести до температуры на 100 — 150 С меньше температуры металла перед вводом азота в систему. При нагреве менее 100 С наблюдается

729254

Форхула изобретения

Составитель О, Веретенникова

Техред К. Шуфрич Корректор Ю. Макаренко

Тираж 608 Подписное

ЦИ И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Е. Полионова

Заказ 1215/26 неравномерный прогрев верхних и нижних слоев азотируемого металла, вследствие чего не достигается однородность содержания азота в сплаве. При нагреве выше 150 С возрастает температура металла, вследствие чего снижается растворимость азота.

Способ осуществляется следующим образом.

В лабораторной вакуумной печи сопротивления типа МПВ-3 с графитовым нагревателем производят азотирование металлического ма рганца (97,6 /р Мп, 1,7 /p Sl) .

Навеску сплава массой 0,5 кг с размером частиц менее 2 мм помеща: т в алундовые лодочки, устанавливаемые стопкой под нагревателем. Всего было установлено 4 лодочки, в каждую из которых введены хромельалюмелевые термопары. После герметизации печи создают вакуум до остаточного давления 0,7 мм рт. ст. Затем осуществляют нагрев металла в вакууме до выхода температуры на нагревателе до 950 С, при этом температура в лодочках (последовательно от верхней к нижней) составляет 945, 920, 870, 805 С соответственно.

Азот перед вводом в систему нагревают в трубчатой печи сопротивления, заполненной боем кварцевого стекла, до температуры на 100 — 150 С ниже средней температуры металла - 900 С. Уже через 5 мин после ввода нагретого азота температура в лодочках составляет 980, 945, 940 и 930 С соответственно с последующим повышением за счет теплоты экзотермической реакции нитридообразования до 1025, 1015, 1000 и 990 С

Содержание азота в сплаве получено 8,6;

8,4; 8,0 и 7,8 /р соответственно. Разница в содержании азота между сплавом, находящимся в верхней и в нижней лодочках, составила 0,8 абс. %.

В аналогичных условиях проводят азотирование по известному способу.

После ввода холодного азота через

l5 мин температура в лодочках составляет

1020, 980, 945 и 840 С соответственно. Содержание азота в полученном сплаве 8,5;

7,8; 6,3; 5,8 /о соответственно. Разница

2,7 абс. /p

Таким образом, предварительный нагрев азота позволил создать быстрый и более равномерный прогрев различных слоев азотируемого металла, что в основном определило выравнивание содержания азота в сплаве.

Способ получения азотированных сплавов, включающий измельчение сплавов до фракции 2 мм, вакуумирование и нагрев измельченного сплава с последующей выдержкой в атмосфере азота при определенных температурах, отличающийся тем, что, 25 с целью сокращения технологического цикла и получения однородного содержания азота в сплаве, азот перед вводом в сплав предварительно нагревают до температуры ча 100150 С ниже температуры азотируемого сплава.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Авторское свидетельство СССР

¹ 369148 к !. С 21 C 7 00. 197!