Способ химико-термической обработки стальных изделий

Способ химико-термической обработки стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

O n И С А Н И Е и)712457

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.03.78 (21) 2589451/22-02 с присоединением заявки Ко (23) Приоритет (43) Опубликова| о 30.01.80. Бюллетень Ме 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.80 (51) М, Кл.з

С 23 С 9/02

Государственный комитет (53) УДК 621.793.6 (088.8) ° по делам изобретений

H NKPblTHH (72) Авторы изобретения

А. И. Бочарников, А. А. Сороченко и В. Я. Мудракова

Кадиевский филиал Коммунарского горно-металлургического института (71) Заявитель (54) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к химико-термической обработке поверхности стали для защиты ее от коррозии при работе в агрессивных средах и может найти применение для обработки стальных сосудов, предназначенных для транспортировки и хранения кислот.

В настоящее время для защиты деталей, изготовленных из углеродистой стали и работающих в агрессивных средах, применяются различные антикоррозийные покрытия.

Известен способ повышения коррозионной стойкости стали путем насыщения ее поверхности цинком (1).

Цинковое покрытие предохраняет сталь от коррозии в атмосфере воздуха, в воде, но не предохраняет сталь от коррозионного разрушения в кислотах.

Известен также способ диффузионного хромирования металлической поверхности, состоящий в том, что на обрабатываемую поверхность наносят слой хрома, затем пленку галогенида металла, после чего подвергают термической обработке. При нанесении слоя хрома в него вводят присадочные элементы, выбранные из группы, содержащей алюминий, кремний, фосфор, ванадий, титан, тантал, молибден и ниобий (2).

Известный способ обеспечивает достаточно высокую стойкость от коррозии. Однако способ требует значительных трудозатрат и дорогостоящих материалов.

Прототипом предложенного способа является способ химико-термической обработки, включающий силицнрованне при 950—

1000 С. Снлицированпе можно проводить различными методами: в порошкообразных

1о смесях, в жидкой илн газовой средах. Силицирование позволяет получить высокую коррозионную стойкость изделий при разных температурах в серной, соляной и азотной кислотах различной концентрации (3).

15 Недостатком силицирования является хрупкость силицнрованного слоя и снижение механических характеристик изделия (предела прочности, относительного удлинения и ударной вязкости).

Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости изделий.

Эта цель достигается тем, что в контейнер с обрабатываемой сталью (деталями) вводят калий или натрий, доводят температуру в контейнере до 980 — 1020 С и выдерживают при этой температуре.

При температуре 980 — 1020 С щелочные металлы натрий и калий находятся в парообразном состоянии.

712457

Таблица 2

Скорость

;коррозии стали ст. 3, r м2/ч, контрольные образцы

Скорость коррозии стали ст. 3, г мв/ч, обработанной калием

КоррозионКонцентрация % ная среда (кислоты) Соляная

0,63

2,42

2,80

6,46

Серная

0,49

0,86

3,14

4,90 фосфорная

0,23

0,27

1,27

2,06

Таблица 1

Скорость коррозии, г.мя/ч

КоррозионКонцентрация, Уо ная среда (кислоты) Контрольные образцы

Обработка детали натрием

2,80

6,46

Соляная

0,57

1,43

0,43

0,60

3,!4

4,90

Серная

50 фосфорная

1,27

2,06

0,17

0,24

Составитель P. Клыкова

Техред А. Камышникова

Корректор 3. Тарасова

Редактор 3. Ходакова

Заказ 2793/10 Изд. № 119 Тираж 1095 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская цаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Химико-термическая обработка углеродистых сталей в парах калия или натрия обеспечивает проникновение атомов щелочных металлов между верхними кристаллами стали и их обволакивание тонким слоем. 5

Проводится химико-термическая обработка деталей из стали ст. 3. Для этого в стальные контейнеры емкостью 0,5 л помещают 25 деталей в виде пластин размером

50Х20Х2,5 мм и щелочной металл (натрий 10 или калий) в количестве 5 г. После герметизации контейнера он помещается в электропечь с температурой 980 †10 С и выдерживается при этой температуре в течение 2 — 2,5 ч. Затем контейнер с деталями 15 охлаждается в атмосфере воздуха до температуры окружающей среды и вскрывается. Извлеченные из контейнера детали имеют серебристый цвет.

Проверка коррозионной устойчивости 20 обработанных деталей проводится при комнатной температуре в течение 120 ч в 10%ном и 20% -ном растворах соляной, серной и фосфорной кислот. Скорость коррозии определяется по убыли металла обработан- 25 ных деталей и контрольных.

Данные испытаний сведены в табл. 1 и 2.

Как видно из таблиц, обработка деталей из углеродистой стали по данному способу повышает коррозионную стойкость стали 30 в 4 — 8 раз.

Проведенные испытания стандартных образцов из стали ст. 3 длиной 60 мм и диаметром 6 мм на машине ИМ-4Р показывают, что механические свойства стали (прочность и пластичность) после химико-термической обработки по предлагаемому способу не изменяются.

Использование предлагаемого способа защиты стали от коррозии обеспечивает по сравнению с известными способами несложный и производительный процесс; надежную защиту сталей от коррозионного воздействия минеральных кислот без изменения механических свойств, что позволяет использовать недорогостоящие стали для транспортировки и хранения кислот.

Формула изобретения

1. Способ химико-термической обработки стальных изделий, включающий диффузионное насыщение, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости изделий, диффузионное насыщение производят калием или натрием.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что химико-термическую обработку производят в герметичном контейнере при температуре 980 †10 С, в котором помещаются изделия и металлический калий или натрий.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Глинка Н. Л. Общая химия. М., «Химия», 1975, с. 613 — 614.

2. Патент Великобритании № 360782, кл. С 23 С 11/04, 1969.

3. Минкевич А. М. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. М., 1965, с. 269 — 281.