Способ оксидирования железоуглеродистых сплавов

Способ оксидирования железоуглеродистых сплавов

Реферат

 

Изобретение относится к области химико-термической обработки железоуглеродистых сплавов и направлено на решение задачи повышения коррозионной стойкости оксидного покрытия железоуглеродистых сплавов без усложнения технологии. Способ оксидирования железоуглеродистых сплавов предусматривает нагрев и выдержку при температуре 600 - 900^oC в смеси, содержащей водяной пар и воздух при их массовом отношении 0,02 - 200, причем с повышением температуры выдержки это отношение увеличивают.

Изобретение относится к области металловедения и, в частности, к химико-термической обработке металлов и сплавов.

Целью способа оксидирования является повышение коррозионной стойкости оксидного покрытия железоуглеродистых сплавов без усложнения технологии.

Известен способ оксидирования сталей по патенту РФ 2049148, в среде водяного пара при давлении около 10 МПа и температуре 540^oC, позволяющий восстанавливать пленку магнетита на стальных поверхностях. Однако необходимость поддержания высокого давления пара при его выполнении сильно ограничивает возможности применения этого способа.

Указанный недостаток частично устраняет способ оксидирования железоуглеродистых сплавов по патенту РФ 1809839 (прототип предлагаемого изобретения). Он выполняется в печной атмосфере водяного пара и неконтролируемого содержания воздуха при нормальном давлении и более высоких температурах, в среднем 600^oC. Этим способом получают оксидные покрытия, повышающие износостойкость и термостойкость железоуглеродистых сплавов. Однако эти покрытия не обладают удовлетворительной коррозионной стойкостью, поскольку не обладают достаточной плотностью и толщиной.

Этот недостаток устраняет способ оксидирования железноуглеродистых сплавов по предполагаемому изобретению. Поставленная в нем цель достигается тем, что в известном способе, включающем нагрев и выдержку изделий при температуре нагрева в смеси водяного пара и воздуха, выдержку производят при температурах 600-900^oC, а массовое отношение водяного пара и воздуха поддерживают в интервале 0,02-200, причем с повышением температуры выдержки это отношение увеличивают.

Заявляемые значения интервалов температур и массового отношения ингредиентов являются оптимальными с точки зрения получения антикоррозионного качества покрытия, поскольку выход за их пределы приводит к получению слишком тонких, рыхлых или легко отслаивающихся оксидных слоев и пониженными антикоррозионными свойствами.

Предлагаемый способ оксидирования осуществляют следующим образом.

Пример 1. Нагрев пластин из листовой стали 08 кп с чистотой поверхности 6-8 класса производят в шахтной печи типа США до температуры 66010^oC и производят выдержку в течение 1 ч в атмосфере промышленного сжатого воздуха ГОСТ 9010-80 (группа 3), предварительно увлажненного путем барботирования через емкость с водой при 20^oC. Вследствие этого содержание воды в воздухе повышают с 1,580 г/кг (по ГОСТ 9010-80) до 0,02 кг/кг, которое измеряют по уменьшению массы воды в барботере. После выдержки пластины охлаждают вместе с печью до 200^oC. Полученный оксидный слой имел толщину 20 мкм и не показал заметной коррозии в течение 14 сут в парах кипящего 15%-го водного раствора поваренной соли. Сравнительные испытания аналогичных пластин, оксидированных при 580^oC в парах воды с неконтролируемым содержанием воздуха, показали язвенную коррозию уже через 2 сут.

Пример 2. Отливки из высокопрочного чугуна нагревают в жароупорном контейнере в печи до 900^oC и выдерживают при этой температуре в течение 30 мин при подаче в контейнер воды и сжатого воздуха в массовом отношении 200. Это отношение измеряют по показаниям дозирующего устройства подачи воды и воздушного ротаметра. В результате на поверхностях отливки был получен оксидный слой толщиной 30 мкм, коррозионно стойкий в течение 10 сут в условиях, аналогичных указанным в примере 1. Аналогичные отливки с оксидным покрытием, полученным при 550^oC в паровой среде с неконтролируемым содержанием воздуха, показали заметную коррозию после испытаний в течение 1 сут.

Использование предполагаемого изобретения обеспечивает, то сравнению с прототипом, повышение коррозионной стойкости изделий на порядок величины.

Формула изобретения

Способ оксидирования железоуглеродистых сплавов, включающий нагрев и выдержку в смеси, содержащей пар, отличающийся тем, что выдержку проводят при 600 - 900^oС в смеси, содержащей водяной пар и воздух при их массовом отношении 0,02 - 200,0, причем с повышением температуры выдержки это отношение увеличивают.