Claims (24)
1. Способ получения керметного материала с градиентом состава, включающий следующие стадии: нагревание металлического сплава, включающего от 18 до 60 мас.% хрома, от 0 до 10 мас.% титана и от 30 до 82 мас.% металлов, при температуре в диапазоне примерно от 600 до примерно 1150°С для получения нагретого металлического сплава, где указанные металлы включают дополнительно железо, по меньшей мере 9 мас.% никеля и один элемент, выбранный из группы, состоящей из кобальта, кремния, алюминия, марганца, циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала, молибдена, вольфрама и их смесей; приведение указанного нагретого металлического сплава в контакт с реакционно-способной средой, включающей по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, состоящей из реакционно способного углерода, реакционно способного азота, реакционно способного бора, реакционноспособного кислорода и их смесей, в диапазоне примерно от 600 до примерно 1150°С, в течение времени, достаточного для получения прореагировавшего сплава, и охлаждение указанного прореагировавшего сплава до температуры ниже примерно 40°С для получения керметного материала с градиентом состава.1. A method of producing a cermet material with a composition gradient, comprising the following stages: heating a metal alloy comprising from 18 to 60 wt.% Chromium, from 0 to 10 wt.% Titanium and from 30 to 82 wt.% Metals, at a temperature in the range from about 600 to about 1150 ° C. to produce a heated metal alloy, wherein said metals further include iron, at least 9 wt.% nickel and one element selected from the group consisting of cobalt, silicon, aluminum, manganese, zirconium, hafnium , vanadium, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten and mixtures thereof; bringing said heated metal alloy into contact with a reactive medium comprising at least one component selected from the group consisting of reactive carbon, reactive nitrogen, reactive boron, reactive oxygen and mixtures thereof, in the range of from about 600 to about 1150 ° C, for a time sufficient to produce a reacted alloy, and cooling said reacted alloy to a temperature below about 40 ° C to obtain a cermet material with gradient composition.
2. Способ по п.1, в котором указанная реакционно способная среда представляет собой среду с реакционно способным углеродом, включающая по меньшей мере один из следующих компонентов: СО, CH4, С2Н6 или С3Н8.2. The method according to claim 1, wherein said reactive medium is a medium with reactive carbon, comprising at least one of the following components: CO, CH 4 , C 2 H 6 or C 3 H 8 .
3. Способ по п.1, в котором указанная стадия приведения в контакт продолжается в течение периода времени примерно от 1 до 800 ч.3. The method according to claim 1, in which the specified stage of bringing into contact continues for a period of time from about 1 to 800 hours
4. Способ по п.2, в котором указанная стадия приведения в контакт продолжается в течение периода времени, достаточного для обеспечения прореагировавшего сплава, где указанный прореагировавший сплав включает осажденные обогащенные по хрому карбиды, карбиды титана и смеси обогащенных по хрому карбидов и карбидов титана.4. The method of claim 2, wherein said contacting step continues for a period of time sufficient to provide a reacted alloy, wherein said reacted alloy comprises precipitated chromium-rich carbides, titanium carbides and mixtures of chromium-rich carbides and titanium carbides.
5. Способ по п.4, в котором указанные обогащенные по хрому карбиды включают Cr7С3, Cr23С6, (Cr0.6Fe0.4)7C3, (Cr0.6Fe0.4)23С6 и их смеси.5. The method according to claim 4, wherein said chromium-rich carbides include Cr 7 C 3 , Cr 23 C 6 , (Cr 0.6 Fe 0.4 ) 7 C 3 , (Cr 0.6 Fe 0.4 ) 23 C 6, and mixtures thereof.
6. Способ по п.4, в котором указанные карбиды титана включают TiC.6. The method according to claim 4, in which these titanium carbides include TiC.
7. Способ по п.1, в котором указанная стадия приведения в контакт продолжается в течение периода времени, достаточного для образования слоя прореагировавшего сплава толщиной примерно от 100 мкм до примерно 30 мм на поверхности или в объеме матрицы металлического сплава.7. The method according to claim 1, in which the specified stage of bringing into contact continues for a period of time sufficient to form a layer of reacted alloy with a thickness of from about 100 microns to about 30 mm on the surface or in the volume of the matrix of the metal alloy.
8. Способ по п.1, в котором указанная стадия приведения в контакт продолжается в течение периода времени, за время которого прореагировавший сплав достигает толщины, охватывающей всю глубину указанного металлического сплава.8. The method according to claim 1, wherein said contacting step continues for a period of time during which the reacted alloy reaches a thickness spanning the entire depth of said metal alloy.
9. Способ по п.1, в котором указанная стадия охлаждения включает охлаждение указанного прореагировавшего сплава со скоростью в диапазоне от 0,5°С в секунду до 25°С в секунду.9. The method according to claim 1, wherein said cooling step comprises cooling said reacted alloy at a rate in the range of 0.5 ° C per second to 25 ° C per second.
10. Способ по п.1, в котором указанная стадия охлаждения дополнительно включает охлаждение указанного прореагировавшего сплава до температуры в диапазоне от 500 до 100°С, выдержку при любой температуре в диапазоне от 500 до 100°С в течение периода времени от 5 мин до 10 ч и затем охлаждение со скоростью в диапазоне от 0,5°С в секунду до 25°С в секунду до температуры ниже примерно 40°С.10. The method according to claim 1, wherein said cooling step further comprises cooling said reacted alloy to a temperature in the range from 500 to 100 ° C., holding it at any temperature in the range from 500 to 100 ° C. for a period of time from 5 minutes to 10 hours and then cooling at a rate in the range from 0.5 ° C per second to 25 ° C per second to a temperature below about 40 ° C.
11. Способ по п.1, в котором указанная среда с реакционно способным азотом включает по меньшей мере один из следующих компонентов: воздух, аммиак и азот.11. The method according to claim 1, in which the specified medium with reactive nitrogen includes at least one of the following components: air, ammonia and nitrogen.
12. Способ по п.11, в котором указанная стадия приведения в контакт продолжается в течение периода времени, достаточного для обеспечения прореагировавшего сплава, где указанный прореагировавший сплав включает осажденные обогащенные по хрому нитриды, нитриды титана и смеси обогащенных по хрому нитридов и нитридов титана.12. The method according to claim 11, wherein said contacting step continues for a period of time sufficient to provide a reacted alloy, wherein said reacted alloy comprises precipitated chromium-rich nitrides, titanium nitrides and mixtures of chromium-rich nitrides and titanium nitrides.
13. Способ по п.12, в котором указанные обогащенные по хрому нитриды включают Cr2N.13. The method of claim 12, wherein said chromium-enriched nitrides include Cr 2 N.
14. Способ по п.12, в котором указанные нитриды титана включают TiN.14. The method of claim 12, wherein said titanium nitrides include TiN.
15. Способ по п.1, в котором указанная среда с реакционно способными углеродом и азотом включает по меньшей мере один из следующих компонентов: аммиак и азот, и по меньшей мере один из следующих компонентов: СО, CH4, С2Н6 или С3Н8.15. The method according to claim 1, wherein said medium with reactive carbon and nitrogen comprises at least one of the following components: ammonia and nitrogen, and at least one of the following components: CO, CH 4 , C 2 H 6, or C 3 H 8 .
16. Способ по п.1, в котором указанная среда с реакционно способным бором включает по меньшей мере один из следующих компонентов: В2Н6, BCl3 и BF3.16. The method according to claim 1, wherein said reactive boron medium comprises at least one of the following components: B 2 H 6 , BCl 3 and BF 3 .
17. Способ по п.1, в котором указанная среда с реакционно способным кислородом включает по меньшей мере один из следующих компонентов: воздух, CO2, кислород.17. The method according to claim 1, in which the specified medium with reactive oxygen includes at least one of the following components: air, CO 2 , oxygen.
18. Продукт из кермета с градиентом состава, полученный способом, включающим: нагревание металлического сплава, включающего от 18 до 60 мас.% хрома, от 0 до 10 мас.% титана и от 30 до 82 мас.% металлов, при температуре в диапазоне примерно от 600 до примерно 1150°С, для образования нагретого металлического сплава, в котором указанные металлы включают дополнительно железо, по меньшей мере 9 мас.% никеля и один элемент, выбранный из группы, состоящей из кобальта, кремния, алюминия, марганца, циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала, молибдена, вольфрама и их смесей, приведение указанного металлического сплава в контакт с реакционно способной средой, включающей по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, состоящей по существу из реакционно способного углерода, реакционно способного азота, реакционно способного бора, реакционно способного кислорода и их смесей, в диапазоне примерно от 600 до примерно 1150°С в течение периода времени, достаточного для получения прореагировавшего сплава, и охлаждение указанного прореагировавшего сплава до температуры ниже примерно 40°С.18. A cermet product with a composition gradient obtained by a method comprising: heating a metal alloy comprising from 18 to 60 wt.% Chromium, from 0 to 10 wt.% Titanium and from 30 to 82 wt.% Metals, at a temperature in the range from about 600 to about 1150 ° C., to form a heated metal alloy in which said metals further include iron, at least 9 wt.% nickel and one element selected from the group consisting of cobalt, silicon, aluminum, manganese, zirconium , hafnium, vanadium, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten and their moreover, bringing said metal alloy into contact with a reactive medium comprising at least one component selected from the group consisting essentially of reactive carbon, reactive nitrogen, reactive boron, reactive oxygen and mixtures thereof, in the range of about from 600 to about 1150 ° C. for a period of time sufficient to produce a reacted alloy, and cooling said reacted alloy to a temperature below about 40 ° C.
19. Продукт из кермета с градиентом состава, полученный способом по пп.1-17, имеющий вязкость разрушения выше примерно 3 МПА м1/2.19. A product from cermet with a composition gradient, obtained by the method according to claims 1-17, having a fracture toughness above about 3 MPA m 1/2 .
20. Продукт из кермета с градиентом состава, полученный способом по пп.1-17, имеющий скорость эрозии менее примерно 1,0·10-6 см3/г эродирующего агента SiC.20. A product from cermet with a composition gradient, obtained by the method according to claims 1-17, having an erosion rate of less than about 1.0 · 10 -6 cm 3 / g of eroding agent SiC.
21. Продукт из кермета с градиентом состава, полученный способом по пп.1-20, имеющий скорость коррозии менее примерно 1·10-10 г2/см4·с, или среднюю толщину оксидной окалины менее 150 мкм при воздействии 100 см3/мин воздуха при 800°С в течение по меньшей мере 65 ч.21. A product from cermet with a composition gradient obtained by the method according to claims 1-20, having a corrosion rate of less than about 1 · 10 -10 g 2 / cm 4 · s, or an average oxide scale thickness of less than 150 microns when exposed to 100 cm 3 / min of air at 800 ° C for at least 65 hours
22. Способ защиты поверхности металла, контактирующей с вызывающим эрозию материалом, при температурах в диапазоне до 850°С, причем этот способ включает обеспечение на поверхности металла керметной композиции по пп.18-21.22. A method of protecting a metal surface in contact with an erosive material at temperatures in the range up to 850 ° C, and this method includes providing a cermet composition on a metal surface according to claims 18-21.
23. Способ защиты поверхности металла, контактирующей с вызывающим эрозию материалом, при температурах в диапазоне от 300 до 850°С, причем этот способ включает обеспечение на поверхности металла керметной композиции по пп.18-21.23. A method of protecting a metal surface in contact with an erosive material at temperatures ranging from 300 to 850 ° C., the method comprising providing a cermet composition on a metal surface according to claims 18-21.
24. Способ по п.22, в котором указанная поверхность включает внутреннюю поверхность циклона для отделения твердого вещества от жидкости.24. The method according to item 22, in which the specified surface includes the inner surface of the cyclone to separate the solid from the liquid.