Технология алитирования

Наиболее распространенными для высокотемпературных деталей являются алюминидные покрытия. Процессы алитирования делят на низкотемпературные с высокой и высокотемпературные с низкой активностью алюминия.

Иногда смеси для алитирования делят на смеси с низкой и высокой активностью алюминия.

К смесям с низкой активностью алюминия относят смеси, в которых при 1000 ^◦С активность алюминия А1_α< 5×10^–2 и формируется покрытие на основе обогащенного никелем β – NiAl. В смесях с высокой активностью алюминия используют порошки чистого алюминия, галогенида и инертного наполнителя.

Покрытия в смесях с высокой активностью алюминия обычно получают при 700 – 900 °С, с низкой – при 1050 – 1100 °С. Структура покрытия, полученного в смесях с высокой активностью алюминия, зависит от температуры процесса. При 700 – 900 °С в этих смесях получают покрытие со структурой Ni₂А1₃, в то время как при 1100 – 1150 °С со структурой β – NiAl, обогащенного никелем.

Различные процессы алитирования характеризуются не только различной структурой покрытия, но и механизмом формирования.

При низкотемпературном процессе с высокой активностью алюминия покрытие формируется в результате преимущественной диффузии алюминия внутрь сплава. При высокотемпературном процессе с низкой активностью алюминия в результате преимущественной диффузии никеля из подложки через покрытие в зону роста, которая находится на границе покрытие – смесь.

Детали с покрытиями, полученными в смесях с высокой и низкой активностью алюминия, как правило, подвергают термической обработке. Детали с покрытием из ε – Ni₂А1₃ обрабатывают для того, чтобы получить покрытие, состоящее в основном из достаточно прочной, тугоплавкой β-фазы, детали с покрытиями, полученными в смесях с низкой активностью алюминия – для восстановления первоначальной структуры сплава.

Покрытие, полученное в смеси с низкой активностью алюминия, состоит из двух зон: наружной (основная структурная составляющая β – NiAl с включениями частиц смеси) и внутренней (β – NiAl, карбиды и σ – либо μ – фазы). Покрытие, полученное при 700 – 800 °С в смеси с высокой активностью алюминия без термической обработки состоит практически из одного слоя: ε – Ni₂Al₃ с включениями элементов сплава, которые не растворяются в ε – фазе. Во время термической обработки происходит преимущественная диффузия никеля из подложки в покрытие. В результате покрытие состоит из трех зон: наружной (β – NiAl и не растворившиеся в нем легирующие элементы сплава); средней (β – NiAl) и внутренней (β – NiAl, карбиды и интерметаллиды).