В связи с тем, что насыщение поверхности изделий одним элементом не всегда обеспечивает необходимые физико-механические свойства, в последние годы все чаще предпринимаются попытки насыщать металлы и сплавы одновременно или последовательно несколькими элементами. При многокомпонентном насыщении в диффузионном слое образуются высоколегированные твердые растворы или химические соединения, что в ряде случаев приводит к более существенному повышению свойств этого слоя, чем при насыщении одним элементом. Процессы многокомпонентного диффузионного насыщения, как и процессы насыщения одним элементом, являются весьма длительными. Особенно велика их продолжительность при последовательном насыщении несколькими элементами. Поэтому сокращение длительности процесса в этом случае — не менее актуальная задача, чем в случае насыщения одним элементом.
О применении скоростного нагрева для многокомпонентного диффузионного насыщения сообщено только в работах Г. В. Земскова и др. и Локингтона, в которых приведены данные о насыщении стали хромом и кремнием, хромом и алюминием при нагреве ТВЧ. В настоящей главе представлены результаты исследования процесса многокомпонентного диффузионного насыщения Fe—С сплавов в условиях скоростного электронагрева.
Алюмосилицирование и алюмотитанирование. Совместное насыщение стали алюминием и кремнием, алюми-j нием и титаном представляет интерес, так как введение каждого из этих элементов в отдельности приводит к повышению коррозионной стойкости. Алюмосилицирование и алюмотитанирование пластинчатых образцов стали 20 проводили в кварцевых контейнерах с плавким затвором. В качестве насыщающих сред применяли порошки ферросплавов. Активизатором служил NH4C1, а связующим материалом — гидролизованный этилсиликат. Алюмосилицирование при 1000—1200° С и изотермических выдержках 0,5—10 мин проводили в пасте, содержащей 44% FeAl, 44% FeSi, 10% А1203 и 2% NH4C1.
Образцы нагревали в печи (1° С/с) и непосредственным пропусканием тока через образец (50° С/с). Зависимость глубин алюмосилицированного и алюмотитани-рованного слоев от температуры и времени: при нагреве в печи диффузионные слои образуются даже без изотермической выдержки, что затрудняет сравнение их глубин и слоев, полученных при скоростном электронагреве. Стоит отметить, что подобные испытания проводятся и при изготовлении
форм для выпечки из жести.
В результате изотермической выдержки более 5 мин алюмосилицированные и алюмотитанированные слои при электронагреве значительно больше, чем при нагреве в печи. Микрорентгеноспектральным анализом выявлена совместная диффузия алюминия и сопутствующего элемента. Увеличение продолжительности выдержки приводит одновременно к уменьшению поверхностной концентрации и увеличению глубины проникновения алюминия. Результаты измерений микро т. э. д. с. подтверждают, что в условиях электронагрева образуются слои с меньшей концентрацией диффундирующих элементов, хотя толщина диффузионной зоны больше, чем при нагреве в печи.
Таким образом, применение скоростного электронагрева позволяет в течение 2—5 мин получать на стали комплексно-легированные слои, содержание диффундируемых элементов в которых несколько ниже, чем при насыщении в условиях медленного нагрева в печи. С целью выбора оптимальных составов активных сред и режимов насыщения для получения слоев с максимальной коррозионной стойкостью и окалиностойкостью было проведено более подробное исследование процесса алюмосилицирования стали при скоростном электронагреве.
Опубликовано: 2013-12-10
Источник: MetalMeb.ru
