Двухстадийная, не имеющая аналогов, технология последовательного насыщения хромом и азотом предназначена для обработки аустенитных сталей и никелевых сплавов и используется для упрочнения клапанов и втулок паровых, деталей водяных насосов, механизмов, работающих в жидкометаллических средах, продуктах сгорания топлива и других агрессивных средах.
Технологическая схема хромонитридизации
В результате хромонитридизации на поверхности сталей формируется упрочненный слой, состоящий из аустенитной матрицы (γ-твердый раствор) с включениями нитрида Cr2N, толщиной до 250 мкм с твердостью 750-950 HV.
Микроструктура после диффузионного хромирования (а, в) и последующей нитридизации (б, г) сталей: а, б – 1Х18Н9Т; в, г – ЭИ-612 (ХН35ВТ)
Свойства хромонитридного слоя:
- повышение задиростойкости в среде перегретого пара (до 650oС) в 5-20 раз
- снижение коэффициента трения в 1,5-2 раза при температуре эксплуатации дот 400°С и в 4,5-5 раз при температуре эксплуатации 650oС ;
- увеличение износостойкости до 20 раз при трении «металлом по металлу» при высоких температурах и контактных давлениях с отсутствием задира контактирующих поверхностей;
- увеличение хладноломкости (склонность к хрупкому разрушению) в области температур 130-0oС в 1,5-2 раза
- увеличение жаростойкости (окалиностойкости) при температурах эксплуатации до 1000°С более, чем в 5 раз
- высокие показатели теплостойкости (термической стабильности), характеризующейся постоянством твердости и толщины слоя при температурах эксплуатации до 900°С;
- коррозионная стойкость аустенитных сталей с хромонитридным слоем сохраняется и даже превосходит уровень высокохромистых сталей в отличие от азотированных слоев, у которых коррозионная стойкость на несколько порядков ниже
- увеличение эрозионной и кавитационной стойкости;
- улучшение механические свойства при комнатной и повышенной температурах сохраняются на высоком уровне, не снижается длительная прочность материала;
- коэффициент термического расширения упрочненного слоя одинаков с аустенитной матрицей;
- пластичность упрочненного слоя сопоставима с пластичностью аустенитной матрицы.
 Изменение микротвердости после хромонтридизации |
 Задиростойкость cт. ХН35ВТ в среде пара |
 Зависимость коэффициента трения от температуры |
 Изменение ударной вязкости в зависимости от температуры испытания |
 Кривые окисления после диффузионного хромирования и нитридизации |
 Потери веса образцов при испытаниях |
 Влияние старения на поверхностную твердость |
 Влияние старения на поверхностную твердость |
 Эрозионная стокость после хромонтридизации |
Механические свойства аустенитных сталей без покрытия/ после хромонртидизации
| Марка стали | Механические свойства | Балл зерна | |||
|---|---|---|---|---|---|
| σТ, кгс/мм2 | σв, кгс/мм2 | δ, % | Ψ, % | ||
| 1Х18Н9Т | 20/23 | 52/56 | 40/45 | 55/52 | 3-5 |
| ЭИ-612 (ХН35ВТ) | 40/53 | 75/86 | 15/27 | 35/42 | 1-2 |
| ЭП-150 (ХН36МБТЮР) | 40/50 | 80/84 | 20/20 | /20 | ≥ 1 |
| ЭИ-847 (Х16Н15М3Б) | 22/30 | 55/54 | 35/30 | /50 | 5-6 |
Длительные испытания на износостойкость при 500 oС различных пар трения с хромонитридным покрытием и без него по схеме «неподвижная полусфера — подвижный диск»
| № | Пара трения: материал и защитный слой образцов | Износ образцов, мм | Коэффициент трения в конце пути | |
|---|---|---|---|---|
| На полусфере Диаметр |
На диске Дорожка |
|||
| 1 | Сфера: ст. ХН35ВТ с хромонитридным слоем Диск: ст. 1Х18Н9Т без упрочнения |
 — |
 2,5 |
0,95 |
| 2 | Сфера: ст. ХН35ВТ с хромонитридным слоем Диск: ст. ХН35ВТ без упрочнения |
 — |
 2,5 |
0,81 |
| 3 | Сфера: ст. ХН35ВТ без упрочнения Диск: ст. 1Х18Н9Т с хромонитридным слоем |
 1,8 |
 — |
0,59 |
| 4 | Сфера: ст. ХН35ВТ с хромонитридным слоем Диск: ст. 1Х18Н9Т с хромонитридным слоем |
 1,65 |
 1,65 |
0,58 |
Примеры использования
 Пример применения хромонитридизации |
 Пример применения хромонитридизации |
 Пример применения хромонитридизации |
 Пример применения хромонитридизации |
 Пример применения хромонитридизации |
 Пример применения хромонитридизации |