Состав для многокомпонентного насыщения тугоплавких металлов

Состав для многокомпонентного насыщения тугоплавких металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии. Цель изобретения - повышение стойкости получаемых слоев к термоциклическим ударам и повышение технологичности среды. Состав для многокомпонентного насыщения тугоплавких металлов, включает порошок кремния, вещество, содержащее переходный металл 1у, у1 групп, фтористый алюминий и дисилицид титана. В качестве вещества, содержащего переходный металл 1у или у1 группы, он содержит дисилицид этого металла. Соотношение компонентов следующее, мас.%: дисилицид титана 21-25, дисилицид металла 22-26, фтористый алюминий 1-3, порошок кремния - остальное. Дисилицид металла - ZRSI<SB POS="POST">2</SB>, или CRSI<SB POS="POST">2</SB>, или MOSI. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 5!)4 С 23 С 10/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4377134/23-02

° °

22) 18, 12,87

46) 23.08,89, Бюл, У 31 (71) Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии (72) О.Л.Ворошнина и А.В.Никончик (53) 621.785.51.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1145055, кл . С 23 С 12/00, 1985. (54) СОСТАВ ДЛЯ ИНОГОКОМПОНЕНТНОГО

НАСЫЦЕНИЯ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к метал-, лургии. Цель изобретения — повьппение стойкости получаемых слоев к термоИзобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов, в частности к термодиффузионному насьпцению кремнием поверхностей изделий из тугоплавких металлов, и может быть использовано в авиационной, космической и других отраслях промышленности с целью повышения их эксплуатационной стойкости.

Целью изобретения является повышение стойкости обрабатываемых изделий к термоциклическим ударам и улучшение технологичности состава.

Состав для многокомпонентного на" сьпцения тугоплавких металлов, включающий порошок кремния, вещество, содержащее переходный металл IV или VI группы, фтористый алюминий, дополнительно содержит дисилицид титана, а в качестве вещества, содержащего переходный металл IV или VI группы, ди„.,SU„„1502658 А 1 циклическим ударам и повьппение технологичности среды. Состав для ьсьогокомпонентнбго насьпцения тугоплавких металлов,включает порошок кремния, вещество, содержащее переходный металл IV, VI групп, фтористый алюминий. и дисилицид титана, В качестве вещества, содержащего переходный металл IV или VI группы, он содержит дисилицид этого металла, Соотношение компонентов следующее, мас. : дисилицид титана 21-25, дисилицид металла 22-26, фтористый алюминий

I-3, порошок кремния — остальное. Дисилицид металла — ZrSi, или CrSiq, или MoSi. 3 з,п. ф-лы, 1 табл, силицид этого металла при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Дисилицид титана 21-25

Дисилицид металла IV или VI группы 22-26

Фтористый алюминий 1-3 где дисилицид металла — CrSi или

ZrSiz, или Мо81п.

Насыщение в предлагаемой порошковой среде осуществляют в контейнерах из нержавеющей стали, герметизированных плавким затвором при о

1000 С в течение 6 ч.

Функциональное назначение каждого из вводимых компонентов, их ГОСТЫ поставки и химические формулы следующие.

IIopomoK кремния марки Кр — Si выполняет функцию поставщика активных атомов кремния.для образования,1502б" >Я н:1 по!>с >xl«>< ти обрабатыва Mblx !>зде.1 I I Й w, р о с A Й к о Г о с и

Диси I>I!I!In хрома марки СВС/ДТ-100

СгБ1 — выполняет функцию поставщика пктгп<ных атомов кремния и хрома, Силицидный слой, легированный хромом, является жаростойким и отличается

t><>!II,шей вязкостью и твердостью.

Дисилицид пир копия марки СВС/ДТ-100 1О

ZrS i< — вьп!олняет функцию поставщика атомов кремния и циркония, Силипидный слой, легированный цирконием, является более жаростойким.

Дисилицид молибдена марки 15

СВС/ДТ-100 — MoSi — выполняет функцию поставщика атомов кремния и молибдена. Силицидный слой, легированный молибденом, является более жаростойким. 20

Дисилицид титана марки СВС/ДТ-100—

Ti S i< — выполняет функцию поставщика атомов кремния и титана.,Наличие титана в силицидном слое позволяет увеличить жаростойкость и поверхностную твердость металлов.

Дисилициды циркония, хрома, молибдена и титана имеют дополнительную функцию — улучшение технологичности насыщающей смеси, так как ввод чистых элементов приводит к спеканию смеси, Фтористый алюминий является активатором процесса насьпцения. При температуре насьпцения фтористый алюминий 5 взаимодействует с атомами кремния, хрома, циркония, молибдена, титана, образуя при этом газообразные соединения: фториды и субфториды кремния, хрома, циркония, молибдена, титана. 40

Суб@ториды этих элементов -диспропорционируют на поверхности изделия с образованием атомарных слоев кремния, хрома, циркония, молибдена> титана, которые адсорбируются и диффу!пдируют 45 в основу, формируя на поверхности иэделия диффузионный слой силицидов, лелегированных гитаном, цирконием (хромом) молибденом, Порошковые среды, содержание компо-50 нент )B в поставленной цели последующим причинам (по ком!!онентам,; э5 при уме «ьп!ении коI HHIåíñèâí<>ñãü обре 1 ..ван!!я циффузи<>нн >го слоя, а при ув -.;;!пении — ухудш:>ется качество получ,!< м<>го лиффу и!опн<>гA сл< я (снижается ег<> ерл<осто>!Кость); при изменении к<>личества дисилиц!<— да циркония (хрома, молибдена) интенсивность <>бра.><>ванин диффузионного слоя и ухудшаются его характеристики (жаростойкость, вязкость, твердость); при изменении количества дисилицид<1 ???????????? ?? ??>!еси с!!ижаетсн интенсивность образования диффузионного слон и ухудшается ег<> жаростойкость, при уменьшении количества фтористого алюминия !< смеси снижается интенсивность насыщен!!я изделия, а при увеличении — ухудшается !ехнологичность состава за счет интенсивного газовыделения продуктов разложения фтористого алюминия в процессе нагре. ва под насьпцение.

Пример, Проводят диффузионное насыщение титана марки ОТ4 и ниобия марки НЦУ в предлагаемых и известной порошковых средах, Температура насыо щения 1000 С, продолжительность 6 ч, Процесс осуществляют н контейнерах с плавким затвором без применения вакуума и защитных атмосфер, Жаростойкость определяют по увеличению массы образца по отношению к единице площади поверхности образца (удельный прирост массы, г/м ) после 2

0 выдержки образца при 1000 С в течение 50 ч в воздушной атмосфере.

Стойкость обработанных образцов к термоциклическим ударам определяют по увеличению массы образца по отношению к единице площади поверхности образца после 200 циклов испытаний (удельный прирост массы — г/м ) . Один цикл испытаний состоит иэ нагрева о образцов до 1000 С в течение 5 мин и охлаждения при комнатной температу0 ре (20 С) в течение 5 мин. Испытания проводят в воздушной атмосфере, В результате силицирования в известном составе насьпцающан смесь спскается, поверхность образцов пос:!е насьпцения дефектная (имеются палицы смеси).

Ча тичное осаждение меди на поверхности образцов приводит к р<1з1— еданию силицидного слоя при темпера— турах близких к 1000 С, Сравнительные данные по техн<>..I<>гичности известного и предла гаем< г:> с< станов насьпцаюших сред, жар > Т åðìîñòoéêîñòè обраЕ>от а!!!!! >х < бр;1 ц! н пр1!недены в T аб IIII!<., 15026>8

1 °

l улг: ьпыг lll)lit t т маггllt

Хлрак Гер1н тика т хини 1111 1— ногти сг Г rааа

Терм а r; йк< rl, !

lIjPрос т.гй1к tc т1ПТ4 1 ill! 1 ... !..

014 з

Известный состав

A1 lO, Si 60, Си 7, А18 3, IIIIO> 0 38 49

60 77

Предлагаемый сокl ан по г, 2 в гl rjltltI,Ix формулы иэ

ZrSi 22, TiSir 21, Si, AIF 1 3,7 5,9 ойрат ния

6 9 Смесь не сиекагтга, Поверхность обработян11ых обра 1цов чнстаа.

8 То хе

7 То ве изобретения

11 Смесь час тнчно ..1гх spI га

14 Тп ве

ZrSi 24, TiSir

7rSi 26, TiSi

Предла га Рмь1Г;

7rSi 18, TiSi

7rSi з 3Г1, !iSt„

Пргдла1аемый

CrS1 1 22, Т!S11

23, Si

25, Si состав !

",, Si с:тав

21, Si

51, А: IF!

iь, А l Fr по и, 2, 64, A I Pз

19, Aj F

lILi и, 3 в

56, А!F

2 3,7

3 3 выходящий эа прел

0,5 8,1 л Г>, 8 пределах формулы

1 6,3

5,3 6

4,6 5 елы ф рмчлы

7,3 13

9,2 11 и оп, тенин

3,9 10

С 81 24, Cr51е 26, Пгедла

CrSir l8, CrSlз 30, Предла мо81в 22, 1InSi 24, TiS! з

Т:8! 1

1ЕСЧЫй 1 1 Я 1 ь

ТI SiII гас мый

TiS1!

TiSi

23, 25, состав

19 "i

27, Si состав

21, 51

23, Si

51. Al

46, А) по и.

64,5, 39, А! по и.

56, А1

51, А!

5, I 3, 3 8

F1 3, 4 ° 4 3,3 7

3, вьгх здящнй зв пределы ф<зрмулы

А1Г1 0,5 9,5 7,8 15

F 1 4 7,6 6,5 12

4 в пределах формулы изобретения

F1 1 61 39 10 у 2 493258

Смесь не спекается. Поверхность обработанных образцов чистая, IoSir 26, TiSiт 25, Si

Г!редлагагм1зй состав

) з 18, Т181е 19, Ио81з 30, TiSi g 27, Si

46, AIF> 3 4,3 по и. 4, выходящий эа

645, А1уэ 05 74

39, A1F 4 7 9

3,25 7 5 То ве пределы формулы изобретения

7,8 12 12 Смесь частично спекается

6,5 13 10 То ве термоциклическим ударам и повышения технологичности среды, он дополнительно содержит дисилицид титана, и вещество, выбранное из группы, содержащей дисилицид металла IV или VI группы, при следующем соотношении компонентов, мас,Ж:

ДИСИЛИЦИД титана 21-25

Дисилицид металла IV или VI

Как следует из результатон испытаний, жаро- и термостойкость образцон т обработанных в предлагаемом составе по п., 2, для многокомпонентного насьпцения тугоплавких металлов н 10-12 раз для сплава ОТ4 и в 8-11 раз для сплава НЦУ, ньпие чем обработанных в известном составе: жаро- и термостойкость образцов, обработанных н предлагаемом составе по п. 3, в 6-8,5 раз для сплава ОТ4 и н 1?,5-15 раз для сплава НЦУ выше, чем обработанных в известном составе; жаро- и термостойкость образцов, обработанных н предлагаемой среде по и. 4, в 6-8,5 раз для сплава ОТ4 и

12-15 раз для сплава НЦУ.выше, чем обработанных в известном составе.

Предлагаемые насыщающие среды обладают хорошей технологичностью (не спекается, насыщенные образцы имеют чистую поверхность).

22-26 группы

ГаэтОрИСтЫй

l3Jlj0MHHH и

Порошок кремния

1-З

Остальное

2. Состав по п, I о т л и ч а юшийся тем, что н качестве вещества, содержащего переходный металл IV группы, он содержит дисилицид циркония, 3. Состав по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве нещества, содержащего переходный металл

VI группы, он содержит дисилицид хрома, 4, Состав по и, 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве вещес3 ва, содержащего переходный металл Ч? группы, он содержит дисилицид молибдена.

so насьпцения тугопланких металлов, нклю55

-Гающий порошок кре-.. !ния и фтористый алюминий,отлjl чающий с я тем, что, с целью поврпп! ния стойкости получаемых диффузионных слоев к

СГ Г тая наскен1кыпгй Г ppлы, ма Г, 7.

С о р м у л а и з о 15 р е т е н и я

1. Состав для многокомпонентного

См1сь с некас тся, П н рх 1ость образцов дефектная.

6 Смесь ие гпекается, Пон1рх ность обработанных образцов чистая.

5 То ъе

5 То ве изобретения:

12 Смесь частично спеквется.

IO То ве