способ получения порошка ферритной азотируемой стали

Формула изобретения

Способ получения порошка азотированной ферритной стали, включающий насыщение азотом расплава стали и его последующее распыление азотом, отличающийся тем, что насыщают азотом расплав стали, содержащий 20-40 мас.% хрома, путем продувки в течение 5-15 мин чистым азотом, а затем смесью азота и порошка алюминида металла из расчета введения в расплав 4,8-12 мас.% алюминия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано в химической промышленности, авиационном машиностроении и энергетике.

Известен способ получения порошка азотированного металлического сплава, включающий насыщение азотом расплава сплава и его последующее распыление азотом. Насыщение расплава сплава осуществляют посредством проведения плавки в атмосфере азота (см. US 5114470, 19.05.1992). Известный способ принят в качестве ближайшего аналога заявленного способа.

Недостаток известного способа состоит в том, что при его реализации не обеспечивается повышенное содержание азота в распыленном порошке.

Задача заявленного изобретения состоит в получении порошка с повышенным содержанием азота.

Указанная задача решается посредством осуществления способа получения порошка азотированной ферритной стали, включающего насыщение азотом расплава стали и его последующее распыление азотом, в котором насыщают азотом расплав стали, содержащий 20-40 мас.% хрома, путем продувки в течение 5-15 минут чистым азотом, а затем смесью азота и порошка алюминида металла из расчета введения в расплав 4,8-12 мас.% алюминия.

В результате большая часть алюминия уходит в металлическую матрицу, обеспечивая жаростойкость стали, а часть алюминия, взаимодействуя с азотом, выделяется в виде дисперсно-упрочняющей фазы нитрида алюминия.

Экспериментально установлено, что содержание в расплаве хрома ниже 20 мас.%, а алюминия ниже 4,8 мас.% приводит к снижению жаростойкости порошка, а содержание хрома выше 40 мас.%, а алюминия выше 12% приводит к повышению хрупкости изделий из порошка и уменьшению их прочностных характеристик.

Также установлено, что продувка азотом расплава менее 5 минут не дает желаемого насыщения стали азотом, а продувка азотом расплава более 15 минут нецелесообразна в связи с предельным насыщением расплава азотом.

Ниже представлены примеры осуществления заявленного способа.

Пример 1.

В плавильной индукционной печи приготавливают расплав ферритной стали, содержащий 30 мас.% хрома. В течение 9 минут расплав продувают через фурму чистым азотом, а затем в струю азота вводят порошок интерметаллида NiAl из расчета введения в расплав 5 мас.% алюминия. После гомогенизации расплава его сливают в промежуточную емкость и производят распыление азотом высокого давления.

Пример 2.

В плавильной индукционной печи приготавливают расплав ферритной стали, содержащий 20 мас.% хрома. В течение 5 минут расплав продувают через фурму чистым азотом, а затем в струю азота вводят порошок интерметаллида FeAl из расчета введения в расплав 10 мас.% алюминия. После гомогенизации расплава его сливают в промежуточную емкость и производят распыление азотом высокого давления.