что такое алитирование стали
Алитирование стали
На протяжении нескольких столетий основные эксплуатационные качества металлов изменялись при помощи химико-термического воздействия. Проведенные тесты указывают на то, что процент содержания определенных примесей в металле может оказывать влияние на его твердость, прочность, коррозионную стойкость и многие другие качества. Алитирование углеродистой стали – процесс насыщения поверхностного слоя изделия алюминием, который проходит при определенной температуре. Процесс алитирования стали достаточно сложен, при его проведении проводится установка определенного оборудования. Рассмотрим особенности проведения работы по насыщению поверхностного слоя стали и чугуна алюминием.
Применение алитирования
Придаваемые свойства изделию во многом определяют область применения рассматриваемой технологии химико-термической обработки. В производстве алитирование сталей применяется для изменения следующих свойств обрабатываемой стали:
Рассматривая достоинства и недостатки алитирования стали, нужно отметить тот момент, что воздействие высокой температуры становится причиной перестроения атомной решетки, вследствие чего поверхностный слой становится хрупким.
При обработке данным химико-термическим методом ответственных деталей, проводится обжиг в течение нескольких часов. Поэтому процесс внесения алюминия характеризуется большой продолжительностью.
Алитирование стали 20
Технология и методы алитирования
Диффузионное алитирование проходит при температуре от 700 до 1100 градусов Цельсия. Оптимальные режимы обработки выбираются в зависимости от особенностей обрабатываемого материала. Выделяют несколько наиболее распространенных технологий химико-термического воздействия:
Микроструктура вставки, алитированной по оптимальному режиму
Есть и другие методы внесения алюминия, которые позволяют изменить основные эксплуатационные качества заготовок.
Контролировать качество поверхности с использованием дефектоскопа – устройства, которое применяется для проверки дефектов методом неразрушающего контроля.
Наиболее распространенным дефектами называют нарушения однородности структуры, появления зоны коррозионного поражения, отклонение требуемого химического состава и так далее.
Долговечность изделия в зависимости от толщины алитированного слоя
Материалы, допускаемые к алитированию
Металлизация – технология, которая предназначенная для изменения свойств поверхностного слоя. Разновидностью данной технологии является и алитирование. Насыщению поверхностного слоя подвергают:
Для получения нержавеющей стали алитированию подвергают как углеродистые, так и легированные стали. В некоторых случаях проводится предварительная подготовка сталей и сплавов, представленная закалкой или другими процедурами химико-термической обработки.
Алитирование стали
Компания «МеталХантерс» сотрудничает с ведущими компаниями, занимающимися разработкой оборудования (цинкование, алюминизация) и улучшением соответствующих технологий.
Поэтому «МеталХантерс» предлагает наиболее эффективные и выгодные услуги по антикоррозийной обработке металлоконструкций с применением электродуговой металлизации.
Компания сегодня успешно занимается нанесением алюминиевых, цинковых, стальных и комбинированных покрытий на конструкции, применяемые в различных сферах и отраслях тяжёлой, лёгкой и нефтехимической промышленности. И в каждом случае металлизация конструкций оказывается самым надёжным способом защиты от коррозии и прочих воздействий.
Оставьте ваш контакт, мы вам перезвоним
Возможность изгиба и выправления обработанных конструкций (в зависимости от толщины защитного покрытия обработанные изделия выдерживают изгиб при радиусе до двух толщин без повреждения антикоррозионной поверхности).
Металлические защитные покрытия, нанесённые электродуговым методом, имеют свойство самовосстановления, то есть при механическом повреждении поверхности, они просто «заживают» на металле.
Металлизация, в отличие от нанесения лакокрасочных покрытий, производится только в один слой, что позволяет обрабатывать большие поверхности быстрее.
Металлизационные покрытия обладают большой адгезионной прочностью, то есть не отслаиваются от самой конструкции, на которую нанесены.
Нанесение маркировки на металлоконструкцию после обработкиМеталлизация производится при разных внешних температурах, что существенно расширяет технологические возможности антикоррозионной обработки — при нанесении покрытий не происходит нагревания поверхностей свыше 70–100°C.
Нанесение металлизационного цинкового покрытия на конструкции ферм ПОАРЭ для гидроузла в Рязанской области.Антикоррозионные покрытия выдерживают температуры до −60°C, не отслаиваясь и не разрушаясь, что позволяет использовать их даже на крайнем севере.
Защитные металлические покрытия не содержат органических веществ, что позволяет хранить в обработанных резервуарах различные жидкости.
Металлизационные покрытия могут применяться для защиты больших поверхностей различных сооружений непосредственно на месте их эксплуатации.
Алитирование металла – виды и особенности технологии
Примеры работ
Нанесение металлизационного цинкового покрытия на конструкции ферм ПОАРЭ для гидроузла в Рязанской области.
Нанесение металлизационного цинкового покрытия на конструкции ферм ПОАРЭ для гидроузла в Рязанской области.
Нанесение металлизационного цинкового покрытия с последующей окраской на установки освещения для стадиона г.Химки
Нанесение металлизационного цинкового покрытия на конструкции ферм ПОАРЭ для гидроузла в Рязанской области.
Металлизация алюминием металлической дымовой трубы
Дымовая труба ТЭЦ-26
Комбинированное металлизационное покрытие дымовой трубы
Нанесение цинкового покрытия на металлоконструкции подъемного механизма для компании Оптима-Строй. г. Москва.
Нанесение металлизационного цинкового покрытия на опору для канатной дороги олимпийского объекта. г. Сочи. Внешняя сторона.
Нанесение металлизационного цинкового покрытия на опору для канатной дороги олимпийского объекта. г. Сочи. Внутренняя сторона.
Антикоррозионное металлизационное покрытие металлоконструкций-ферм, двутавров.
Нанесение цинкового металлизационного покрытия на вышку сотовой связи.
Нанесение цинкового металлизационного покрытия на вышку сотовой связи.
Нанесение маркировки на металлоконструкцию после обработки
Нанесение маркировки на металлоконструкцию после обработки
Процесс алитирования стали
Алитирование – это разновидность диффузионной металлизации, которая характеризуется насыщением поверхностного слоя алюминием. Защитное покрытие создает на обрабатываемых изделиях оксидную пленку, повышающую устойчивость к высокотемпературному воздействию и предупреждающую коррозионные процессы. Несмотря на то что данный способ обработки подходит для большинства металлов и сплавов, наиболее популярным является алюминирование стали. Второе место занимает чугун.
Алитирование отличается высокой технологической сложностью – его практически невозможно реализовать в домашних условиях. Рассмотрим особенности и нюансы технологии.
Способы алитирования
Алитирование стали выполняют при температуре от 700 до 1100 °C в зависимости от характеристик заготовки. Известно несколько методов алюминирования поверхности:
Каждый способ имеет преимущества и недостатки. Технические характеристики слоя также будут иметь разные параметры.
Алитирование стали методом погружения является наиболее предпочтительным.
Описание процесса алитирования
Особняком стоит метод электролитического покрытия, или гальванизации стали. Процесс протекает в безводных или неорганических электролитах, содержащих алюминиевые соединения. Он не пользуется популярностью ввиду сложностей регулировки процесса, низкой скорости и высокой себестоимости.
Алитируемые металлы и сплавы
Процесс изготовления нержавеющей стали заключается в алитировании легированных или углеродистых составов.
Помимо вышеперечисленных металлов защитный слой наносят на следующие материалы:
Свойства и преимущества алитированных сталей
Лабораторные испытания показали, что при равной толщине слой алюминия в 2,5 раза крепче, чем цинковый.
Алитирование – это высокотехнологичный процесс, который придает поверхности обрабатываемого металла новые защитные свойства. А что вы думаете о технологии? Возможно, считаете, что есть более качественные методы металлизации? Поделитесь вашими мыслями в блоке комментариев.
Характеристика процесса алитирования стали
99 % ферроалюминия + 1 % NH4Cl;
Во всех составах температуру алитирования поддерживают на уровне 950…1050 °С, а время выдержки для указанных температур назначают в пределах от 6 до 12 ч. При таких режимах глубина алитированного слоя может составлять 0,25…0,6 мм.
Сам процесс алитирования проводят следующим образом. Детали и порошки послойно загружают в железные или нихромовые ящики. В процессе насыщения в них многократно добавляют 10-15 % свежей порошкообразной смеси. Если в состав смеси входит окись алюминия, то ее предварительно перед загрузкой в ящик прокаливают при температуре 800-900 °С. Все компоненты порошкообразных смесей просеивают через сито с размером ячейки 0,4-0,5 мм. Ящик, в котором проводят алитирование, обязательно должен быть снабжен плавким затвором. Вместе с деталями в ящик кладут по два-три контрольных образца, называемых свидетелями. С помощью таких свидетелей можно следить за ходом насыщения.
На рисунке 1 показана зависимость глубины алитированного слоя у стали 10 от продолжительности насыщения при различных температурах. Алитирование в расплавленном алюминии.
Время выдержки может меняться в зависимости от вида деталей и их назначения от 15мин. до 1ч. При таких режимах можно получать алитированные слои глубиной 0,1…0,3 мм. Следует заметить, что при таком способе иногда может отмечаться повышение хрупкости, получаемого слоя. Поэтому, в целях устранения такого дефекта, детали после алитирования подвергают отжигу при температуре 950-1050 °С в течение 4-5 часов. При такой термообработке глубина слоя может увеличиться на 20-40 %.
В процессе алитирования на поверхности расплава рекомендуют создавать слой флюса, состоящего, например, из 40 % NaCl; 40 % KCl; 10 % Na3AlF6; 10 % AlF3. Такой флюс играет роль защиты и уменьшает процесс разъедания поверхности детали. На рисунке 2
показана зависимость глубины слоя у стали 10 от продолжительности алитирования в расплаве алюминия при различных температурах.
В настоящее время постепенно развивается и расширяется алитирование способом металлизации. Сущность этого способа заключается в напылении на поверхность детали слоя алюминия с последующим диффузионным отжигом при температуре 900-1000 °С. Перед отжигом деталь покрывают обмазкой, состоящей из 48 % серебристого графита, 30 % кварцевого песка, 20 % глины и 2 % хлористого аммония. Все компоненты замешиваются на жидком стекле и наносится на деталь толщиной 0,8-1,5 мм.
Температура, при которой происходит насыщение, составляет 900-950 °С. Сам процесс может длиться 2-4 часа. При таких режимах можно получать слой толщиной 0,2-0,4 мм. Наибольшее применение алитирование получило при производстве клапанов двигателей внутреннего сгорания, чехлов термопар и т.п. В принципе, алитирование можно назначать для любых деталей, работающих при высокой температуре, и которым, прежде всего, предъяляют требования высокой окалиностойкости.
Алитирование стали
На протяжении нескольких столетий основные эксплуатационные качества металлов изменялись при помощи химико-термического воздействия. Проведенные тесты указывают на то, что процент содержания определенных примесей в металле может оказывать влияние на его твердость, прочность, коррозионную стойкость и многие другие качества. Алитирование углеродистой стали – процесс насыщения поверхностного слоя изделия алюминием, который проходит при определенной температуре. Процесс алитирования стали достаточно сложен, при его проведении проводится установка определенного оборудования. Рассмотрим особенности проведения работы по насыщению поверхностного слоя стали и чугуна алюминием.
Диффузионная металлизация: алитирование, хромирование, сицилирование
— алитирование, хромирование и силицирование.
Алитирование
Алитированием
называют процесс насыщения поверхности металлов алюминием с целью повышения жаростойкости.
Алитированию подвергают чаще всего изделия из низкоуглеродистой стали, такие, как цементационные ящики, колосниковые решетки и т.п. Жаростойкость алюминиевых деталей повышается за счет создания на поверхности защитной окисной пленки Аl2Оз.
Алитированные детали обладают жаростойкостью при нагреве до 900—950°.
Диффузионное хромирование
Диффузионным хромированием
называют процесс насыщения поверхностного слоя стали хромом с целью получения высоких значений поверхностной твердости и сопротивления износу, а также повышения коррозионной стойкости и жаростойкости.
Хромированию подвергают различные детали и инструмент, от которых требуются высокая износоустойчивость, коррозионная стойкость и жаростойкость, такие, как сверла, калибры, клапаны компрессоров и т.д. Жаростойкость хромированных сталей ограничивается температурой 800°.
Сицилирование
Силицированием
называют процесс насыщения поверхностного слоя кремнием с целью повышения коррозионной стойкости, сопротивления износу и жаростойкости.
Характерной особенностью силицированного слоя является его пористость.
С целью улучшения стойкости против износа силицированные детали проваривают в масле. Поры впитывают масло, что создает условия для самосмазки при трении.
Силицирование повышает коррозионную стойкость во многих кислотах при комнатной и повышенной температурах, в морской воде и т.д.
Жаростойкость силицированных деталей не превышает 800—850°.
Применение алитирования
Придаваемые свойства изделию во многом определяют область применения рассматриваемой технологии химико-термической обработки. В производстве алитирование сталей применяется для изменения следующих свойств обрабатываемой стали:
Рассматривая достоинства и недостатки алитирования стали, нужно отметить тот момент, что воздействие высокой температуры становится причиной перестроения атомной решетки, вследствие чего поверхностный слой становится хрупким.
При обработке данным химико-термическим методом ответственных деталей, проводится обжиг в течение нескольких часов. Поэтому процесс внесения алюминия характеризуется большой продолжительностью.
Алитирование стали 20
Проведение алитирования[ | ]
Алитирование проводят в порошкообразных смесях (50 % Al или ферроалюминия, 49 % Al2O3 и 1 % NH4CI или 99 % ферроалюминия и 1 % NH4CI). При 1000 °C и выдержке в течение 8 ч образуется слой в 0,4—0,5 мм, насыщенный алюминием.
Алитирование выполняется также:
металлизацией (на поверхность детали наносят слой алюминиевого порошка и после изоляционной обмазки деталь подвергают диффузионному отжигу);
покраской деталей алюминиевой краской (с последующим диффузионным отжигом в защитной атмосфере);
погружением в расплав алюминия (с 6—8 % кремния (Si)) при 700—800 °C с последующей выдержкой, при этом концентрация алюминия в поверхностной части слоя составляет
Алитированный слой обладает лучшим, чем цинковый слой, сопротивлением коррозии в атмосфере и морской воде.
Для небольших изделий более доступен метод алитирования с помощью газотермического напыления
Технология и методы алитирования
Диффузионное алитирование проходит при температуре от 700 до 1100 градусов Цельсия. Оптимальные режимы обработки выбираются в зависимости от особенностей обрабатываемого материала. Выделяют несколько наиболее распространенных технологий химико-термического воздействия:
Микроструктура вставки, алитированной по оптимальному режиму
Есть и другие методы внесения алюминия, которые позволяют изменить основные эксплуатационные качества заготовок.
Контролировать качество поверхности с использованием дефектоскопа – устройства, которое применяется для проверки дефектов методом неразрушающего контроля.
Наиболее распространенным дефектами называют нарушения однородности структуры, появления зоны коррозионного поражения, отклонение требуемого химического состава и так далее.
Долговечность изделия в зависимости от толщины алитированного слоя
Наш e-mail: [email protected]
защищают стальные детали от окисления при высоких температурах, а также,
алитирование стали
проводят для предотвращения атмосферной коррозии. Еще
алитирование
называют алюминированием. Широко применяется
алитирование
при изготовлении авто-клапанов, различных деталей печей, деталей аппаратуры нефтегазового комплекса, лопаток и сопел турбин.
Алитированием
добиваемся большей износостойкости и жаропрочности.
Методы проведения алитирования
1. Алитирование в порошкообразных смесях, с последующей выдержкой при 1000гр в течении 8 часов с образованием алюминиевого слоя;
2. Покраска деталей алюминиевой краской с диффузионным отжигом;
погружением в расплавенный алюминий, с результирующей концентрацией алюминия порядка 80% на поверхности. Толщина
алитированного слоя
20-1000мм при твердости на поверхности до 500HV, с наиболее высокой износостойкостью;
Эти методы алитирования
при всех плюсах, требуют весьма серьезного оборудования и времени проведения, что не всегда обоснованно. Для небольших изделий предпочтительно использовать метод динамической металлизации – газодинамическое напыление ДИМЕТ.
Для алитирования поверхности
методом газодинамического напыления используем состав алюминия А-20-01. На фотографии показан пример алитирования стали 20. Слева представлен образец детали для сравнения, справа – образец, который находился 100 суток при температуре 800гр. Проведение алитирования оборудованием ДИМЕТ малогабаритных деталей не требует дополнительного оборудования, проводится за короткое время и обеспечивает необходимые детали антикоррозионные и жаростойкие свойства покрытия.
Еще одним способом восстановления деталей является плазменное напыление и наплавка, позволяющее наплавлять слои металла на поверхность детали до 5мм.
Материалы, допускаемые к алитированию
Металлизация – технология, которая предназначенная для изменения свойств поверхностного слоя. Разновидностью данной технологии является и алитирование. Насыщению поверхностного слоя подвергают:
Для получения нержавеющей стали алитированию подвергают как углеродистые, так и легированные стали. В некоторых случаях проводится предварительная подготовка сталей и сплавов, представленная закалкой или другими процедурами химико-термической обработки.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Процесс алитирования стали
Алитирование – это разновидность диффузионной металлизации, которая характеризуется насыщением поверхностного слоя алюминием. Защитное покрытие создает на обрабатываемых изделиях оксидную пленку, повышающую устойчивость к высокотемпературному воздействию и предупреждающую коррозионные процессы. Несмотря на то что данный способ обработки подходит для большинства металлов и сплавов, наиболее популярным является алюминирование стали. Второе место занимает чугун.
Алитирование отличается высокой технологической сложностью – его практически невозможно реализовать в домашних условиях. Рассмотрим особенности и нюансы технологии.
Способы алитирования
Алитирование стали выполняют при температуре от 700 до 1100 °C в зависимости от характеристик заготовки. Известно несколько методов алюминирования поверхности:
Каждый способ имеет преимущества и недостатки. Технические характеристики слоя также будут иметь разные параметры.
Алитирование стали методом погружения является наиболее предпочтительным.
Проведение алитирования
Алитирование проводят в порошкообразных смесях (50 % Al или ферроалюминия, 49 % Al2O3 и 1 % NH4CI или 99 % ферроалюминия и 1 % NH4CI). При 1000 °C и выдержке в течение 8 ч образуется слой в 0,4—0,5 мм, насыщенный алюминием.
Алитирование выполняется также:
металлизацией (на поверхность детали наносят слой алюминиевого порошка и после изоляционной обмазки деталь подвергают диффузионному отжигу);
покраской деталей алюминиевой краской (с последующим диффузионным отжигом в защитной атмосфере);
погружением в расплав алюминия (с 6—8 % кремния (Si)) при 700—800 °C с последующей выдержкой, при этом концентрация алюминия в поверхностной части слоя составляет
Алитированный слой обладает лучшим, чем цинковый слой, сопротивлением коррозии в атмосфере и морской воде.
Для небольших изделий более доступен метод алитирования с помощью газотермического напыления
Описание процесса алитирования
Поверхностное насыщение стали сопровождается образованием интерметаллических соединений, толщина которых увеличивается активизацией процесса диффузии алюминия в металле. Особенности технологической обработки зависят от выбранного метода.
Особняком стоит метод электролитического покрытия, или гальванизации стали. Процесс протекает в безводных или неорганических электролитах, содержащих алюминиевые соединения. Он не пользуется популярностью ввиду сложностей регулировки процесса, низкой скорости и высокой себестоимости.
Характеристика процесса алитирования стали
Процесс химико-термической обработки поверхностного слоя стали алюминием называют алитированием. Процесс алитирование происходит в специальной среде с содержанием алюминия при нагреве.
В результате проведения алитирования сталь становится обладателем высокой жаростойкости, стальные детали подвергшиеся алитированию устойчивы к нагреву до 900 градусов.
В результате алитирования алюминий диффундирует на поверхность стали, после чего окисляется, образовывая плотную плёнку окиси алюминия на поверхности стали, тем самым предохраняя её от окисления.
Как правило, алитирование проводят в жидких и твёрдых средах.
При проведении алитирования в твёрдой среде стальные детали помещают в специальный стальной ящик, в котором находится смесь на 49% состоящая из порошка алюминия или ферроалюминия, на 49% из глинозёма и на 2% из хлористого аммония.
В результате нагрева до температуры 950-1050 градусов, в стальном ящике образуется хлористый алюминий (летучее соединение), при разложении которого образуется атомарный алюминий, с помощью которого происходит диффундирование стали.
Выдержка в течение 3-12 часов, при температуре 950 градусов даёт глубину слоя, который насыщен алюминием 0,3-0,5 миллиметров.
Жидкостное алитирование осуществляется в специальных ваннах, где находится расплавленный алюминий имеющий температуру 750-800 градусов, от 6 до 8 % железа, которое добавляют для предотвращения растворения стальных деталей в ванне с алюминием.
Выдержка производится на протяжении 45-90 минут, при этом обработанный слой составляет от 0,2 до 0,35 миллиметра.
Алитируемые металлы и сплавы
Алитирование – это не только способ защиты поверхности. Оксидная пленка является прекрасной основой под лакокрасочные покрытия. Основными металлами, которые подвергают алитированию, являются:
Процесс изготовления нержавеющей стали заключается в алитировании легированных или углеродистых составов.
Помимо вышеперечисленных металлов защитный слой наносят на следующие материалы:
Свойства и преимущества алитированных сталей
Алитированная сталь обладает рядом ценных качеств:
Лабораторные испытания показали, что при равной толщине слой алюминия в 2,5 раза крепче, чем цинковый.
Алитирование – это высокотехнологичный процесс, который придает поверхности обрабатываемого металла новые защитные свойства. А что вы думаете о технологии? Возможно, считаете, что есть более качественные методы металлизации? Поделитесь вашими мыслями в блоке комментариев.
Коэффициенты температурного расширения металлов
В таблице представлены значения коэффициента температурного расширения металлов (коэффициент линейного расширения металлов) в зависимости от температуры.
Значения коэффициента температурного расширения металлов даны для следующих металлов: алюминий Al, бериллий Be, висмут Bi, вольфрам W, галлий Ga, железо Fe, золото Au, иридий Ir, кадмий Cd, кобальт Co, магний Mg, марганец Mn, медь Cu, молибден Mo, никель Ni, олово Sn, платина Pt, родий Rh, свинец Pb, серебро Ag, сурьма Sb, титан Ti, хром Cr, цинк Zn.
Коэффициент линейного теплового расширения металлов в таблице приведен со множителем 106. Например, значение коэффициента температурного расширения металлов в таблице для алюминия при 0°С указано 22,8, а с учетом множителя 106, это значение составляет 22,8·10-6 1/град.
Следует отметить, что к металлам с низким коэффициентом расширения относятся такие металлы, как вольфрам, молибден, сурьма, титан и хром. Наименьшее линейное удлинение при нагревании испытывает вольфрам — коэффициент линейного расширения этого металла составляет величину от 4,3·10-6 при 0°С до 5,8·10-6 1/град при температуре 2100°С.
Металлом, который максимально хорошо расширяется при нагреве, является цинк — его коэффициент температурного расширения имеет значение от 22·10-6 до 34·10-6 1/град. Также хорошо расширяются при нагревании такие металлы, как алюминий, кадмий и магний.
Примечание: температурные коэффициенты линейного расширения сталей (более 300 марок) представлены в этой статье.
Источник: Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.