Термодиффузионное насыщение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Термодиффузионное насыщение

Термодиффузионному насыщению подвергают рабочие поверхности стальных и чугунных кокилей. Наиболее эффективны на стальных кокилях диффузионные слои при насыщении бериллием и бором. Диффузионные слои, получаемые при насыщении марганцем и бором, имеют более низкую стойкость.

Способ термодиффузионного насыщения из точечных источников используют для получения порошков сталей марок 40Х, Х6, Х13, ХЗО, Г13, Х23Н18, Х18Н9, Х18Н9Т, 2Х13Н4Г9, нихрома Х20Н80 и железо-фосфористого сплава.

При термодиффузионном насыщении поверхности стальных кокилей составами 90 % В, 5 % Be, 5 % MgCl2 и 80 % В, 15 % Мп, 5 % MgCl2 соответственно образуются слои из боридов бериллия и марганца. Обнаружены также бориды железа и бериллия, бериллиды железа и твердые растворы марганца в железе и бориды железа.

После нанесения алюминиевого покрытия и обмазки производят термодиффузионное насыщение поверхностного слоя. После этого изделие медленно охлаждают вместе с печью до 500 - 550 С, а затем на воздухе.

После нанесения алюминиевого покрытия и обмазки проводят термодиффузионное насыщение поверхностного слоя - изделие подвергают отжигу ( начальная температура отжига 600 - 650 С); затем ведется быстрый нагрев до 900 - 950 С с выдержкой до 2 5 - 3 5 ч, после чего изделие медленно охлаждают вместе с печью до 500 - 550 С, а затем на воздухе.

После подготовки изделия, нанесения покрытия и обмазки проводят термодиффузионное насыщение поверхностного слоя изделий, которое осуществляется за счет нагрева, контактной диффузии и проникновения атомов алюминия из покрытия в алитируемое изделие.

Несущую способность прессовых соединений можно повысить также металлизацией и термодиффузионным насыщением (например, горячим цинкованием), которое в отличие от гальванических покрытий не вызывает водородного охрупчивания металла.

Несущую способность прессовых соединений можно повысить также металлизацией и термодиффузионным насыщением ( например, горячим цинкованием), которое в отличие от гальванических покрытий не вызывает водородного охрупчивания металла. Влияние величины зерна на пвс.

Повышение ресурса изделий из стали 1Х12Н2ВМФ термомеханич. обработкой.| Влияние среды нагрева на состав поверхностных слоев и длительную прочность (при различном припуске на механич. обработку сплава ЭИ867. 1 - кузнечный нагрев и термич. обработка в воздушной среде. 2 - кузнечный нагрев в воздушной среде и термич. обработка в среде аргона. 3 - кузнечный нагрев и термич. обработка в среде аргона.| Содержание А1 и Сг в поверхностных слоях лопаток из сплава ЭИ437, проработавших 300 и 500 час.

Повышение коррозионной стойкости углеродистой стали может быть достигнуто обычными методами поверхностного термодиффузионного насыщения алюминием, кремнием, хромом и другими металлами, дающими пассивирующую пленку.

Модели лопаток из сталей марок ЭИ680 и ЭИ612, подвергнутые термодиффузионному насыщению хромом и азотом, практически че изнашивались, в то время как неупрочненные лопатки имели износ 0 5 мг / ч, причем прочность упрочненных и неупрочненных лопаток была одинакова.

В последние годы развиваются, как было отмечено выше, методы комплексного термодиффузионного насыщения поверхностей деталей одновременно несколькими элементами: бороалитирование, боросилицироваиие, хромоалитирование и др. Последнее, например, повысило надежность и в несколько раз увеличило долговечность деталей турбин реактивных двигателей за счет повышения жаростойкости и эрозионной стойкости.

Применительно к порошкам сталей используют следующие физико-химические методы их получения [6]; 1) термодиффузионное насыщение; 2) межкристаллитную коррозию; 3) совместное восстановление оксидов металлов водородом; 4) совместное восстановление оксидов и металлических порошков гидридом кальция; 5) хлоридный; 6) карбонильный, а также используют методы получения природнолегиро-ванных железных порошков.

К числу мероприятий, исключающих изменение состава поверхностных слоев, относятся нагрев в нейтральной атмосфере или вакууме и применение защиты поверхностных слоев термодиффузионным насыщением элементами, замедляющими газовую коррозию, напр. Повышение ресурса изделий из стали 1Х12Н2ВМФ термомеханич. обработкой.стальной термодиффузионный точечный обработка

Влияние среды нагрева на состав поверхностных слоев и длительную прочность ( при различном припуске на механич. обработку сплава ЭИ867. 1 - кузнечный нагрев и термич. обработка в воздушной среде. 2 - кузнечный нагрев в воздушной среде и термич. обработка в среде аргона. 3 - кузнечный иа-гров и термич. обработка в среде аргона.| Содержание А1 и Сг в поверхностных слоях лопаток из сплава ЭИ437, проработавших 300 и 500 час.

К числу мероприятий, исключающих изменение состава поверхностных слоев, относятся нагрев в нейтральной атмосфере плп вакууме и применение защиты поверхностных слоев термодиффузионным насыщением элементами, замедляющими газовую коррозию.

Ко второму способу относятся литье, электрошлаковая сварка, наплавка, пайка, сварка плавлением, металлизация напылением, химические и электрохимические покрытия, термодиффузионное насыщение и осаждение из газовой фазы. В основе процесса соединения металлов ( сплавов) лежит особенность металлической связи, заключающаяся в том, что электроны внешних орбит их атомов слабо связаны с ядром. При достаточном сближении свободные электроны атомов образуют общее электронное облако, к-рое, взаимодействуя с ионизированными атомами, создает сцепление между металлами. Таким образом, прочность соединения обусловлена действием межатомных сил при сближении чистых поверхностей металлов на расстояние, близкое к межатомному. Существуют гипотезы соединения металлов: рекристаллизационная, диффузионная, пленочная, энергетическая и дислокационная.

По предложенному в патенте США способу соединение графитовых деталей получают при расплавлении промежуточных прослоек из карбидообразующих металлов групп IV, V, VI Периодической системы элементов и термодиффузионном насыщении шва.

Рассмотрев различные способы получения порошков легированных сталей надо отметить, что в настоящее время в стране получили развитие и осуществлены в промышленности три метода: 1) распыление расплавов; 2) термодиффузионное насыщение из точечных источников; 3) совместное восстановление смесей оксидов и металлических порошков гидридом кальция.

Кроме гальванического и металлизационного методов цинкования для защиты металлов от коррозии и коррозионной усталости применяют диффузионное насыщение цинком. Метод термодиффузионного насыщения стали создает в поверхностных слоях остаточные напряжения сжатия, достигающие значительной величины. В связи с этим представляет интерес оценка эффекта упрочнения замковых резьб диффузионным цинкованием при действии циклических изгибающих нагрузок и коррозионной среды. Эффективность оценивали путем сравнения коррозионно-усталостной прочности материалов бурильных замков и натурных соединений, подвергнутых диффузионному насыщению цинком.

Широкое распространение имеют методы химико-термической обработки деталей, подверженных эрозии. К ним в первую очередь относится термодиффузионное насыщение поверхности.

Широкое распространение имеют методы химико-термической обработки деталей. К ним в первую очередь относится термодиффузионное насыщение поверхности изделий, в частности азотирование.

О-Al - Si покрытие, нанесенное методом термодиффузионного насыщения или напылением. Для более длит, работы при темп - pax до 1500 наиболее перспективными могут быть покрытия из легированных ( бором, хромом и алюминием) силицидов молибдена или ниобия, из высокожаростойких сплавов на основе ниобия ( Nb - Та-W - Zr), наносимых методом напыления с помощью плазменной горелки, а также безобжиговые эмали, в состав к-рых входят тугоплавкие окислы циркония, бериллия, иттрия или интерметаллидиые соединения.

Некоторые свойства дисилицида молибдена.

Дисилицид молибдена является одним из лучших защитных материалов, предотвращающих коррозию молибдена в различных окислительных газовых средах. Наиболее распространенным методом защиты молибдена является силицирование - термодиффузионное насыщение его кремнием. При силицировании молибдена на его поверхности образуется сплошной слой силицидов молибдена, изолирующий металл от внешней среды. Наиболее плотные слои дисилицида молибдена образуются при вакуумном силицировании, которое осуществляется при температуре 1100 - 1200 С. Иногда возникает необходимость осуществить защиту молибдена способом, исключающим термообработку. Напыляемый с помощью плазменной горелки дисилицид молибдена образует защитные слои с пористостью 3.8 - 4.5 %, однако даже при такой пористости окисление молибдена предотвращается. По-видимому, при нагревании на границе раздела молибден-покрытие происходит образование силицида с меньшим содержанием кремния, Mo5Sig, который закупоривает поры и закрывает прямой доступ газообразных окислителей к металлу.

Спеченную высокохромистую сталь получают, кроме того, термодиффузионным насыщением пористых брикетов.

Спеченную высокохромистую сталь получают, кроме того, термодиффузионным насыщением пористых брикетов.

Процесс пайки графита ведут в два этапа: первоначально место соединения нагревают до температуры, достаточной, чтобы металл прослойки расплавился и пропитал соединяемые графитовые поверхности; на втором этапе температуру в зоне стыка повышают до значения, когда процесс карбидообразования протекает интенсивно. Например, пайку графитовых цилиндров титановым припоем осуществляли первоначально при 1650 С, а термодиффузионное насыщение проводили при 2200 С. В результате получали прочное соединение с карбидным швом, устойчивое к воздействию высоких температур.

Заключение

Коррозионностойкое легирование и термообработку используют в основном тогда, когда металлы в конструкции не позволяют применять другие меры защиты. Для защиты от коррозии применяют металлические, неорганические и органические покрытия. Металлические покрытия получают различными способами: электроосаждением (гальванический способ), термодиффузионным насыщением поверхностного слоя, путем погружения в другой расплавленный металл, плакированием, металлизацией, напылением, методом вакуумной конденсации и др. Ингибиторы и специальные защитные смазки используют в процессе эксплуатации, а также при кратковременном и длительном хранении. Эти средства защиты при необходимости легко удаляются и возобновляются.

Физико-химические методы получения порошков связаны с изменением химического состава исходного материала в результате физико-химических превращений. Восстановление осуществляют в твердом состоянии, парогазовой фазе, из расплава, в плазме. Металлические порошки получают также электролизом водных растворов или расплавов, термической диссоциацией ( разложением) карбонидов металлов, термодиффузионным насыщением, методом испарения - конденсации. Композиционные порошки получают механическим легированием в энергоемких размольных агрегатах - атгриторах, вибромельницах.

Использованная литература

1. Федорченко И. М., Андриевский Р. А., Основы порошковой металлургии, К., 1961;

2. Бальшин М. Ю.. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна, М., 1972;

3. Кипарисов С. С., Либенсон Г. А., Порошковая металлургия, М., 1972.

Размещено на Allbest.ru