твердый сплав на основе тугоплавкого соединения хрома

Формула изобретения

ТВЕРДЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ТУГОПЛАВКОГО СОЕДИНЕНИЯ ХРОМА, углерода, азота, содержащий никель, отличающийся тем, что он в качестве тугоплавкого соединения содержит карбонитрид хрома при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Никель 15 - 20

Карбонитрид хрома Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к порошковой металлургии, химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и другим отраслям промышленности и может быть использовано для получения коррозионно- и износостойких материалов на основе карбонитридов хрома с металлической связкой, получаемых методом горячего прессования.

Известен коррозионностойкий спеченный сплав на основе карбида хрома, содержащий 10-70 мас.% связки в качестве которой используют сплавы:

"Инконель" - Ni-Si-Fe-Cr

"Хастеллой" - Ni-Mo-Cr-Fe-Si

"Монель" - Ni-Cu [1].

Недостатками указанного сплава являются применение дополнительных операций для получения металлической связки и включение в состав связки дорогостоящих дефицитных металлов.

Наиболее близким к заявляемому материалу является твердый сплав на основе оксикарбонитрида хрома, содержащий наибольшие добавки металлической фазы, например никеля [2].

Недостатками указанного материала являются его невысокая пластичность и более низкая коррозионная стойкость в кислых восстановительных средах.

Целью изобретения является повышение пластичности и коррозионной стойкости материала в кислых восстановительных средах.

Цель достигается тем, что предложен твердый сплав следующего состава, мас.%: никель 15-20 карбонитрид хрома остальное

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были определены коррозионно-электрохимические характеристики композиционных материалов на основе карбонитрида хрома Cr₂C_0,5N_0,5 с содержанием никелевой связки от 10 до 25 мас.%. В качестве агрессивной среды был выбран раствор 1н. H₂SO₄, в котором коррозионная стойкость прототипа удовлетворительная.

На фиг. 1 показаны анодные потенциодинамические кривые композиционных материалов на основе карбонитрида хрома Cr₂C_0,5N_0,5 никелевой связкой: 20 мас. %(1); 15 мас.% (2) и карбонитрида хрома (3) в 1 н. H₂SO₄ при 20^оС; на фиг. 2 - то же, с различным содержанием никелевой связки; 1-20 мас.%; 2-15 мас.%; 3-25 мас.%; 4-10 мас.% в 1 н. H₂SO₄ при 20^оС.

Анализ анодных потенциодинамических кривых показывает, что оптимальным содержанием никелевой связки в данном материале с точки зрения коррозионной стойкости является 15-20 мас.% никеля. Так, на материале с содержанием 20 мас.% никеля устанавливается более положительный потенциал коррозии, чем на карбонитриде хрома Cr₂C_0,5N_0,5. Для композиционных материалов с 15-20 мас.% никеля характерно снижение токов коррозии на 1,5-2 порядка величины в широкой области потенциалов по сравнению с карбонитридом хрома (фиг.1). Введение никелевой связки в материал в количествах, выходящих за указанные пределы, приводит к ухудшению коррозионно-электрохимических характеристик.

Выбор пределов концентраций компонентов заявляемого материала обосновывается также результатами длительных коррозионных испытаний, приведенными в таблице.

Из данных по скорости коррозии следует, что введение в карбонитрид хрома 15-20 мас. % никеля позволяет повысить коррозионную стойкость материала. Таким образом заявляемое техническое решение дает возможность получить материал, обладающий высокой коррозионной стойкостью в кислых восстановительных средах.