Способ получения азотированных лигатур

Способ получения азотированных лигатур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.01.76 (21) 2314730/02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет(43) Опубликовано05.05. 77.Бюллетень %17 (45) Дата опубликования описания02,07 77 (51) И. Кл.

С 22 С 33/00

Государстеенныи камитет

Совета й1иннотров GCCD оо делам изобретений

H открЫтий (53) УДК 669.168. (088.8) Ю. М. Максимов, А. fl. Колмаков, М. Х. Зиатдинов, A. Г. Мержанов, И. П. Боровинская, N. A. Рысс и С. С. Шестаков

Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики при Томском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете имени В, В. Куйбышева и Отделение Ордена Ленина института химической физики AH СССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТИРОВАННЫХ ЛИГАТУР

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к обработке сплавов в твердом состоянии, и может быть исгользовано в производстве азотсодержаших составов на основе железа, предназначенных для легирования конструкционных, быстрорежуших и других марок сталей.

Известен способ получения тугоплавких неорганических соединений, сушность которого заключается в измел;чении, бри- 10 кетировании смеси тугоплавких неорганических соединений, например, нитридов металлов IY,У групп с последуюшим азотированием в режиме горения. Основан он на использовании тепла экзотермической реак- 15 ции образования конечного продукта. Инициирование реакции взаимодействия реагентов осушествляется нагретой спиралью и поджигаюшей смеси, которые создают температуру, достаточную для начала процесса 20 взаимодействия. В дальнейшем процесс осушествляется за счет тепла, выделившегося в результате реакции. Температура в зоне взаимодействия 2 000-4000 С fQ .

С ушественным н . достатком снос оба

25 является то, что в качестве исходных компонентов при азотировании используются дорогостояшие порошки чистых металлов

1У-У групп Периодической системы.

В промышленности для легирования сталей широко используются азотированные сплавы железа с металлами ТУ-УШ групп

Периодической системы элементов, например титан, ванадий, хром, марганец и т.д.

Однако часто азотирование ферросплавов уже ХУ-у групп в режиме горения становится невозможным вследствие высокого содержания железа в сплаве. Например, как показывают опыты, феррованадий не азотируется в режиме горения, если содержание ванадия в сплаве менее 50%.

Кроме того, не удается проазотировать в режиме горения металлы VI-УШ групп

Периодической системы вследствие нт злого теплового эффекта реакции образования нитридов, не говоря уже сб азотировании этих элементов в сплаве с железом, Целью изобретения является разработка таких услогий взаимодействия, которые позволили бы значительно расширить сор557117

TQMcBT лигатур, азотируемых в режиме горения, удешевить производство лигатур с высоким содержанием азота.

Для этого предлагается способ, по которому исходные ферросплавы (например, феррохром. фероомарганец и т. д) измельчают в порошки и перемешивают в течечие двух ".àñîâ с порошками металлов

И(-V групп (и:пх их сплавами с железом), реакция взаимодействия с азотом которых протекает с большим тепловым эффектом я например с порошками титана или ферротитана, ванадия или феррованадия с содержанием ванадия более 50%).

Перемешанные порошки ферросплавов прессуют в брикеты, которые затем помешают в установку постоянного давчения.

Установку заполняют азотом. давление азота 1-150 атм. Сверху на брикеты ставят таблетку поджигающего состава (смесь порошков титана с бором), которая воспламеняется с помощью нагретой спирали из вольфрама или нихрома. После такого инициирования pBGKIIHB азотировани"= брикетов проходит в режиме горения. После прохождения фронта реакции возможно обьемное доазотирование,. что значительно повышает степень поглощения азота. Весь процесс азотирования, включая охлаждение образцов, занимает 20-30 мин. Температура в зоне горения 1500-2000 С.

Для азотирования литатур применяли особо чистый азот, содержащий не более

0,1%- ккслорода,и порошки ферросплавов состава, вес. %.

1 ) Ферротитан Т1 70 7е 30

2) Феррованадий — Y - 46,81, 51-1,70, С -0,56, Р-0,12, S -0,057, 7e — остальное;

3) Феррованадий - У - 78,0, Е е -остальное;

4) Феррохром — Сп — 70,", 6 — 0„3, С 0 1 g 0019 Р 0039 ос т.а 1. т,нос ° ) Феррохромалюминий — C, г - 56,6, д" — 0 с i — 0 9 РЯ вЂ” остальное р и м е р . При получении лигатуры à Š— и - Т вЂ” И исходным компонентом ела.-жит феррохром, взаимодействие которого с азотом невозможно вследствие . некого теплового эффекта реакции. Сплав

pe-C.! измельчается до размеров порошка дисперсностью мечее 0,063 мм и перемешивается в течение двух часов с порошком ферротитана дисперсностью 0,125 мм при соотношении компонентов 50,7% (Ге — C:v}, 49.3% (Гà — Т1), Из перемешанного порошка прессуются брикеты диаметром

20 мм, весом 35 г и относительной плотностью 0,65. Брикеты затружаются в гриПример 3. При получении сплава

Fe -V- Т - и исходным компонентом служит феррованадий (содержание ванадия

46,81%) дисперсностью 0„125 мм, который перемешивается с порошком ферротитана при соотношении компонентов 51% феррованадия, 49% ферротитана. Из приготовленной смеси прессуются брикеты диаметром 20 мм, весом 35 r".„oòíîñlòåëüной плотностью 0,65. Лалее проделывают операцию, описанную в примере L.

Содержание азота в сплаве после взаи«модействия в атмосфере азота при давлении 50 атм составичо 14„3 % (весовых).

40

Пример 4. При получении сплава

7Е-Сг-V- N исходным к". ; понентом сл"жит феррохром дисперсностью 0,068 мм, Сплав Ге- CI перемешивают в течение двух часов с измельчением до дисперсности

0,125 мм порошком феррованадия (Ч 78%) цри соотношении компонентов: 40% феррохрома, 60% феррованадия. Приготовленные смеси прессуются в брикеты диаметром

20 мм весом 32 г, относительной ппотностью 0,64. Лалее повторяется операция, приведенная в примере 1. Опыт проводитсч при давлении 40 атм. Содержанке

60 бор постоянного давления, на брикеты ставится поджигающая таблетка, к которой подводится электрическая спираль, после чего прибор закрывается и заполняется азотом до давления 50 атм. На спираль подается напряжение (не более 40 вольт)

1 после чего происходит воспламенение —,aáлетки. Процесс азотирования длится 2-3 сек, после чего брикеты выдерживаются в азоте 20 мин. Содержание азота при получении сплава Ге- (-Р— Т - составило

13 1 % (весовых)

Пример 2. При получении лигатуры F 8 — С г - Т - Я вЂ” Й исходным компонентом служит феррохромалюминий дисперсностью менее 0,063 мм. Феррохромалюминий перемешивается в течение двух часов с порошком ферротитана дисперсностью

0,125 мм при соотношении компонентов

g0 5 1% феррохромалюминия„4 9% ферротитана. Приготовленная смесь прессуется в брикеты диаметром 20 мм, весом 30 г, относительной плотностью 0,56. Далее проделывается операция (пример 1). Соз> держание азота в сплаве после горения смеси составило 16,7% (весовых).

Эту же лигатуру можно получить, если ввести в состав смеси вместо Ре -Т1 чистый титан, Гогда, при всех прочих .0 равных условиях, содержание азота в сплаве повышается IIo 1 7,5 %.,азота в приготовленной лигатуре составляет 10,2% (весовых}.

Предложенный способ получения азотированных лигатур позволяет быстро получать лигатуры с повышенным содержанием азота при использовании в качестве исходных компонентов смесей сплавов железа с металлами 1У-УШ групп Периодической сис темы

Ф ормула изобретения 1а

Способ получения азотированных лигатур, включаюший измельчение исходных материалов, брике тир ование и азотирование врежимс горения, отличаюшийс я тем, что, с целью обеспечения возможности азотирования в режиме горения при расширении сортамента лигатур поЩ группу Периодической системы смешивают порошки ферросплавов - основы смешивают с порошками металлов Ш-Ъ" групп pJIH c ферросплавами, содержашими металлы li(, Y:г-рупп.

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе:

l. Авторское свидетельство СССР

М 255221, 501 6. 1/00, 1967 г.

Составитель О. Веретенников

Редактор E. Братчикова Техред 3. Фанта корректор E. Скучна

Заказ 1008/51 Тираж -66 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О25 Москва, Ж-25 Ра шская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4