Способ получения азотированных сплавов

ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскикСоциалистическиеРеспублик ц 729254Опубликовано 25.04.80. Бюллетень 15Дата опубликования описания 30.04.80 ао ленам изобретений и открытий(7) Заявитель Запорожский ордена Трудового Красного Знамени завод ферросплавов(54) СПОСОБ ПО,ЛУЧЕНИЯ АЗОТИРОВАННЫХ СПЛАВОВ 10 1Изобретение 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 длительности азотирования. 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. 2Известно, что скорость азотирования можно выразить следующим уравнением: Кч =---- ф-( Щ щ - М .) %/сек, где Э - коэффициент диффузии азота, см/с;8 - глубина диффузионного слоя, см;Г - поверхность раздела газ/металл, см;1 - объем металла, смз;М - равновесие содержания азо 1 Х 1 . - текущее содержание азотав момент времени.Рост температуры, с одной стороны, приводит к повышению скорости азотирования, так как увеличивается (по экспоненциальному закону) коэффициент диффузии Р, а с другой стороны - к снижению 1 х 1, 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 наблюдается729254 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 - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор Е. ПолионоваЗаказ 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 МПВс графитовым нагревателем производят азотирование металлического ма рганца (97,6% Мп, 1,7/о Я) . 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 ССодержание азота в сплаве получено 8,6;8,4; 8,0 и 7,8/о 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 через15 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. /о10 Таким образом, предварительный нагревазота позволил создать быстрый и более равномерный прогрев различных слоев азотируемого металла, что в основном определило выравнивание содержания азота в сплаве. Способ получения азотированных сплав вов, включающий измельчение сплавов дофракции 2 мм, вакуумирование и нагрев измельченного сплава с последующей выдержкой в атмосфере азота при определенных температурах, отличающийся тем, что, 25с целью сокращения технологического цикла и получения однородного содержания азота в сплаве, азот перед вводом в сплав предварительно нагревают до температуры ча 100- 150 С ниже температуры азотируемого сплава.30 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Авторское свидетельство СССРМо 369148, кл. С 21 С 700. 1971