Способ химико-термической обработки

(51) 5 3 лПИСАНИ РЕТЕНИ АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТВ атель- и им,хими к хроеза и новы, диффузиони, в процессе внутруют внутреннюю янии от поверхноемой толщине поия температуры и проведения доеской выдержки в О 4утренем сни- сления утренм по- него ГОСУДАРСТВЕН 1 ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРЬ 1581775, кл. С 23 С 10/02, 04.11.8(57) Изобретение относится к областко-термической обработки, а именномированию сплавов на основе же Изобретение относится к области химико-термической обработки сплавов, в частности к способам диффузионного насыщения поверхности металлами, и является усовершенствованием известного способа по основному авт. св. Й 1581775.Цель изобретения - повышение долговечности покрытия путем формирования внутренней окисной пленки на расстоянии от поверхности изделия, равном требуемой толщине покрытия.Согласно способу химико-термической обработки сплавов, включающему предварительное внутреннее окисление путем нагрева и выдержки при температуре 1000-1100 С в течение 5-25 ч, в атмосфере с парциальным давлением кислорода, соответствующим давлению диссоциации ни 1668467 А 2 никеля. Цель изобретения - повышение долговечности покрытия путем формирования внутренней оксидной пленки на расстоянии от поверхности изделия, равном требуемой толщине покрытия, Способ заключается в формировании внутренней оксидной пленки за счет проведения дополнительной изотермической выдержки в течение 5 - 15 ч с изменением температуры внутреннего окисления с последующим диффузионным насыщением хромом по известному способу, Причем, для сплавов на основе железа изотермическую выдержку проводят при температуре на 50-200 С ниже, а для сплавов никеля - выше температуры внутреннего окисления, Это позволяет повысить долговечность изделия в2,1 раза. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. зшего окисла металла-ос ное насыщение металлам реннего окисления форми окисную пленку на рассто сти изделия, равном требу крытия, путем изменен внутреннего окисления полнительной изотермич течение 5-15 ч. Для сплавов на основе железа вн нюю окисную пленку формируют пут жения температуры внутреннего окина 50 - 200 С.Для сплавов на основе никеля вн нюю окисную пленку формируют пут вы щения температуры внутре окисления на 50-200 С.5 10 15 20 ЗО 35 40 45 50 55 Продолжительность стадии созданиязоны внутреннего окисления (первой стадии) зависит от т 2 оебуемой толщины покрытия. Причем с - х, где т - время проведениявнутреннего окисления, х - толщина зонывнутреннего окисления,По окончании первой стадии изменяюттемпературу внутреннего окисления и проводят дополнительную изотермическую выдержку, в результате чего формируетсявнутренняя окисная пленка на расстоянииот поверхности изделия, равном требуемойтолщине покрытия.Интервалы изменений параметров процесса формирования внутренней окиснойпленки выбирались из следующих соображений.Понижение (в случае обработки сплавовна основе железа) или повышение (в случаеобработки сплавов на основе никеля) температуры менее чем на 50 С и соответствующее изменение равновесного давления, кислорода в атмосфере не приводит к существенному изменению диффузионных потоков кислорода и легирующего элемента, аследовательно, не создает условий для образования внутренних окисных пленок, Понижение температуры внутреннегоокисления более, чем на 200 С, в случаеобработки сплавов на основе железа, существенно затормозит диффузионные процессы, при этом (внутренняя окисная пленка)будет образовываться крайне медленно,. Повышение температуры внутреннегоокисления более чем на 200 С, в случае обработки сплавов на основе никеля, и допол- нительная выдержка более 15 ч, как дляникеля, так и для железа, будет приводить кросту внутренних окислов, их коагуляции, аследовательно, .к ухудшению качества покрытия, За время дополнительной выдержки менее 5 ч, не успеет образоватьсясплошная внутренняя окисная пленка.Положительный эффект достигаетсяблагодаря тому, что образованная во времяпредварительной обработки внутренняяокисная пленка, являясь диффузионнымбарьером, препятствует диффузии атомовметалла-основы и покрытия, а следовательно, замедляет рассасывание покрытия, повышает его долговечность.Способ химико-термической обработкисплавов реализован следующим образом.Образцы сплава 1=е - 2,5 мас,А 1 (сплав) и И 1-2,5 мас.% А (сплав 1) в виде холоднокатаных пластин размером 15 х 15 х 1 ммобрабатываются для создания внутреннейокисной пленки по режиму в две стадии;внутреннее окисление при температуре1000 С в течение 9 ч при давлении кислорода, соответствующем давлению диссоциации низшего. окисла металла-основы; дополнительная выдержка при пониженной (для сплава 1) или повышенной (для сплава 11) температуре и соответствующем давлении, Температура и время дополнительной выдержки занесены в таблицу.Для получения необходимого давления кислорода образцы запаиваются в вакуумированные (10 мм рт,ст,) кварцевые ампулы совместно капсулами, содержащими смесь порошков (1;1) металла (железа или никеля) и его окисла. Нагрев производится в трубчатой электропечи сопротивления СУОЛ,25, Необходимое равновесное парциальное давление кислорода в атмосфере поддерживается за счет изменения температуры разогрева капсулы и при данной температуре равно соответствующему давлению диссоциации низшего окисла металла-основы.При такой обработке создается зона внутреннего окисления шириной 0,07 - 0,08 мм и внутренняя окисная пленка толщиной 1 - 3 мкм на границе раздела металл - зона внутреннего окисления Затем для всех образцов проводится диффузионное насыщение хромом парофазовым методом из порошка хрома при температуре 1000 С в течение 9 ч в вакууме. Общая толщина получаемого покрытия 0,07 - 0,08 мм,ФДля получения сравнительных данных исследуют также образцы, обработанные по известному способу без предварительного образования внутренней окисной пленки (внутреннее окисление при температуре 1000 С, 25 ч и последующее хромирование при 1000 С, 9 ч). Испытания на долговечность образцов с покрытиями проводились при 1100 С на воздухе (открытая электро- печь СУОЛ,25) в термоциклическом режиме: нагрев в течение нескольких минут до рабочей температуры, выдержка 1 ч и быстрое охлаждение, Такие условия испытаний максимально приближены к реальным условиям эксплуатации, Долговечность покрытия определялась по количеству циклов до начала ускоренного (катастрофического) окисления.Результаты испытаний вместе с параметрами процесса создания покрытия внесены в таблицу. В скобках указаны результаты испытания образцов, обработанных по известному способу беэ внутренних окисных пленок.Из результатов, представленных в таблице, видно, что при использовании предлагаемого способа можно повысить долговечность покрытия в среднем в 2,1 раза.1668467 Составитель И.СоловцовТехред М.Моргентал Корректор М,Кучерявая Редактор Е.Папп Заказ 2630 Тираж Г Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Формула изобретения 1. Способ химико-термической обработки сплавов поавт. св. % 1581775, отл и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения долговечности покрытия путем формирования внутренней окисной пленки на расстоянии от поверхности иэделия, равном требуемой толщине покрытия, проводят дополнительную изотермическую выдержку в течение 5-15 ч. 2, Способ по п,1,о т л и ч а ю щ и й с ятем, что для сплавов на основе железа иэотермическую выдержку проводят при температуре на 50 - 200 С ниже температуры 5 внутреннего окисления,3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что для сплавов на основе никеля иэотермическую выдержку проводят при температуре на 50 - 200 С выше температуры 10 внутреннего окисления.