Способ химико-термической обработки стальных изделий

О П И С А Н И Е1)712457ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(088.8) 3) Опублик а 1 о 30,01.80. Бюллетень4 по делам изобретеиий и отрмтий(45) Дата опубликования описания 30.01.8 2) Авторы изобретения очарников, А. А, Сороченко и В, Я, Мудрак 71) Заявител невский филиал Коммунарского горно-металлургическогинститута 54) СИзооретение относится к химико-термической обработке поверхности стали для защиты ее от коррозии при работе в агрессивных средах и может найти применение для обработки стальных сосудов, предназначенных для транспортировки и хранения кислот.В настоящее время для защиты деталей, изготовленных из углеродистой стали и работающих в агрессивных средах, применяются различные антикоррозийные покрыТИ 5.Известен способ повышения коррозионной стойкости стали путем насыщения ее поверхности цинком 11.Цинковое покрытие предохраняет сталь от коррозии в атмосфере воздуха, в воде, но не предохраняет сталь от коррозионного разрушения в кислотах.Известен также способ диффузионного хромирования металлической поверхности, состоящий в том, что на обрабатываемую поверхность наносят слой хрома, затем пленку галогенида металла, после чего подвергают термической обработке. При нанесении слоя хрома в него вводят присадочные элементы, выбранные из группы, содержащей алюминий, кремний, фосфор, ванадий, титан, тантал, молибден и ниобий 21. Известный способ обеспечивает достаточно высокую стойкость от коррозии. Однакоспособ требует значительных трудозатрати дорогостоящих материалов.Б Прототипом предложенного способа является способ химико-термической обработки, включающий силицирование при 950 -1000 С. Сплицированпе можно проводитьразличными методами: в порошкообразных10 смесях, в жидкой илн газовой средах. Силицирование позволяет получить высокуюкоррозионную стойкость изделий при разных температурах в серной, соляной и азотной кислотах различной концентрации 3.15 Недостатком силицирования являетсяхрупкость силицированного слоя и снижение механических характеристик изделия(предела прочности, относительного удлинения и ударной вязкости),Целью изобретения является повышениеэксплуатационной стойкости изделий.Эта цель достигается тем, что в контейнер с обрабатываемой сталью (деталями)вводят калий или натрий, доводят температуру в контейнере до 980 - 1020 С и выдерживают при этой температуре.При температуре 980 - 1020 С щелочныеметаллы натрий и калий находятся в парообразном состоянии,712457 Таблица 2 Скорость ;коррозии стали ст, 3, г м 2/ч, контрольные образцы Скорость коррозии стали ст. 3, г мв/ч, обработаннойкалием КоррозионКонцентрация, % ная среда (кислоты) Соляная 10 20 0,63 2,42 2,80 6,:16 Серная 10 20 0,49 0,86 3,14 4,90 фосфорная 1 О 20 0,23 0,27 1,27 2,06 Таблица 1 Скорость коррозии,г мя/ч 402,80 6,46 Соляная 0,57 1,43 10 20 0 43 0,60 3,44,90 Серная 10 20 50 фосфорная 1,27 2,06 0,170,24 10 20 Составитель Р, КлыковаТехред А. Камышникова Корректор 3. Тарасова Редактор 3. Ходакова Заказ 2793/10 Изд,119 Тираж 1095 Подписное ИПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, К, Раушская eаб., д. 4/БТипография, пр. Сапунова, 2 Химико-термическая обработка углеродистых сталей в парах калия или натрия обеспечивает проникновение атомов щелочных металлов между верхними кристаллами стали и их обволакивание тонким слоем. 5Проводится химико-термическая обработка деталей из стали ст. 3. Для этого в стальные контейнеры емкостью 0,5 л помещают 25 деталей в виде пластин размером 50 Х 20 Х 2,5 мм и щелочной металл (натрий 10 или калий) в количестве 5 г. После герметизации контейнера он помещается в электропечь с температурой 980 в 10 С и выдерживается при этой температуре в течение 2 - 2,5 ч. Затем контейнер с деталями 15 охлаждается в атмосфере воздуха до температуры окружающей среды и вскрывается. Извлеченные из контейнера детали имеют серебристый цвет.Проверка коррозионной устойчивости 20 обработанных деталей проводится при комнатной температуре в течение 120 ч в 10%- ном и 20% -ном растворах соляной, серной и фосфорной кислот, Скорость коррозии определяется по убыли металла обработан ных деталей и контрольных.Данные испытаний сведены в табл, 1 и 2.Как видно из таблиц, обработка деталей из углеродистой стали по данному способу повышает коррозионную стойкость стали 30 в 4 - 8 раз.Проведенные испытания стандартных образцов из стали ст. 3 длиной 60 мм и диаметром 6 мм на машине ИМР показывают, что механические свойства стали (прочность и пластичность) после химико-термической обработки по предлагаемому способу не изменяются.Использование предлагаемого способа защиты стали от коррозии обеспечивает по сравнению с известными способами несложный и производительный процесс; надежную защиту сталей от коррозионного воздействия минеральных кислот без изменения механических свойств, что позволяет использовать недорогостоящие стали для транспортировки и хранения кислот. Формула изобретения1. Способ химико-термической обработки стальных изделий, включающий диффузионное насыщение, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости изделий, диффузионное насыщение производят калием или натрием,2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что химико-термическую обработку производят в герметичном контейнере при температуре 980 - 1020 С, в котором помещаются изделия и металлический калий или натрий.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Глинка Н. Л. Общая химия. М., Химия, 1975, с. 613 - 614.2. Патент Великобритании360782, кл. С 23 С 11/04, 1969,3. Минкевич А. М. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. М., 1965, с. 269 - 281,