При электронагреве со скоростью
10—50° С/с выдержка в течение 2—5 мин при
1100° С обеспечивает получение слоя толщиной 0,12—0,16мм. Диффузионный
слой состоит только из столбчатых кристаллитов а-фазы с микротвердостью
Н 200—240. Содержание алюминия на поверхности 15—17%.
В последние годы разработан ряд
методов низкотемпературного алитирования. Например, предложен метод
алитирования, основанный на осаждении на поверхность обрабатываемого
изделия алюминия из газовой фазы, получаемой в результате термического
разложения паров алюминийорганических соединений, например
триизобутилалюминия [20]. Прн 260° С скорость роста осажденного алюминия
0,5—1,0 мкм/мин. Оптимальная толщина покрытия 30—60 мкм. Далее проводится
отжиг при 500—850° С 4—6 ч в защитной атмосфере. В результате
алитирования на поверхности образуется диффузионный слой, состоящий
из интер-металлидных фаз FeAl3 и Fe2Al5,
обладающий высокой окадиностойкостью.
Высокая скорость алитирования
достигается прн использовании ванны, состоящей из КС1 и LiCl (2:3), к
которой добавляется фтористый алюминий (Зчг 10%) и порошок алюминия
(10—15%). В этой ванне при 600° С в течение 4,0 Ч толщина диффузионного
слоя достигает 0,2 мм [20].
Представляет интерес метод
алитирования углеродистых и аустенитных сталей с использованием
суспензий [56]. Суспензия состоит из алюминиевой пудры ПАК-4 и ПАП-2 с
размером частичек 70—100 мкм и дисперсионной среды (связки) — раствора
лака-цапон № 951 (30 об.%) и растворителя № 646 (70 об.%). Обмазка
наносится на детали окунанием и последующей просушкой при 140— 150° С.
Подготовленные таким образом детали нагреваются в печи в течение 15— 20
мин при 950—1050° С.
Алитированный слой состоит на
поверхности из тонкого слоя FeAl и далее следует а-фаза. Слой обладает
высокой жаростойкостью. Более высокая жаростойкость может быть
получена при алюмосилицировании. При алюмоснлициро-вании суспензия
содержит 85% Al и 15% Si (порошок кристаллического кремния). Насыщение
проводится при 1050° С (углеродистые стали) н 950° С (аустенитные стали).
В этом случае формируется диффузионный слой, состоящий из а-твердого
раствора алюминия и кремния в железе.
Алюмосилицирование может
осуществляться и методом порошков в смеси 98% [50%
А1203 + 50% (70% Si02 + 30% Al)] + 2%
NaF. Прн насыщении углеродистой стали на поверхности образуется
диффузионный слой, состоящий из легированного кремнием алюминида
Fe2Al6, упорядоченных твердых растворов FeAl и
Fe3Al, содержащих кремний и a-твердого раствора Al и Si в
железе.
Существенно повышает
жаростойкость, по сравнению с алитированием, никельалитирование. В этом
случае на обрабатываемую деталь (гальваническим, химическим или путем
термической диссоциации паров карбонила никеля Ni(CO)4)
наносится слой никеля, после чего проводится алитирование.
Алитирование проводят из расплава алюминия или другими методами.
Никель, с одной стороны, образует алюминиды никеля, обладающие высокой
жаростойкостью, а с другой стороны, тормозит диффузию алюминия из
алитированного слоя в глубь основного металла, благодаря чему высокая
концентрация алюминия на поверхности сохраняется более длительное
время.
Алитированию и алюмосилицированию
подвергают топливники газогенераторных машин, чехлы термопар, детали
разливочных ковшей, клапаны автомобильных двигателей и другие детали,
работающие при высоких температурах.
Хорошие результаты получены при
алитировании радиационных труб из жаропрочных аустенитных сталей 10Х23Н18,
36Х18Н25С2 и др.
Алитирование, помимо повышения
окалиностойкости, предотвращает выделение углерода на поверхности
сплавов в виде сажи, состоящей из СН4 и СО, вследствие
ослабления каталитического влияния поверхности. Сажа, выделяясь на
поверхности радиационных неалитированных трубок, вызывает их перегрев и
преждевременный выход из строя.
Жаростойкость стали после
алитирования и алюмосилицирования примерно одинаковая. На никелевых
сплавах алюмосилицирование обеспечивает более высокую их жаростойкость.
Отмечена также большая устойчивость алюмосилици-рованных слоев по
сравнению с алитированными против диффузионного рассасывания при
высокотемпературных испытаниях.
