C - Chemistry – Metallurgy – 23 – C
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
23
C
C23C 10/00 (2006.01) C22C 19/05 (2006.01) C22C 21/02 (2006.01) C22C 38/18 (2006.01)
Patent
CA 2357407
A method for protecting carbon steel and stainless steel, and particularly high temperature stainless steel, from coking and corrosion at elevated temperatures in corrosive environments, such as during ethylene production by pyrolysis of hydrocarbons or the reduction of oxide ores, by coating the steel with a coating of MCrA1X or MCrA1XT in which M is nickel, cobalt, iron or a mixture thereof, X is yttrium, hafnium, zirconium, lanthanum, scandium or combination thereof, and T is silicon, tantalum, titanium, platinum, palladium, rhenium, molybdenum, tungsten, niobium, or combination thereof. The coating and substrate preferably are heat-treated at about 1000 to 1200°C for at least about 10 minutes, preferably about 20 minutes to 24 hours, effective to metallurgically bond the overlay coating to the substrate and to form a multiphased microstructure. The coating preferably is aluminized by depositing a layer of aluminum thereon and subjecting the resulting coating to oxidation at a temperature above about 1000°C for a time effective to form an alumina surface layer. An intermediary aluminum-containing interlayer may be deposited directly onto the substrate prior to deposition of the overlay coating and is heat-treated with the coating to form a protective interlayer between the stainless steel substrate and coating to disperse nitride formation at the substrate/coating interface. Also, the coating may be deposited onto and metallurgically bonded to the substrate by plasma transferred arc deposition of atomized powder of MCrA1XT, obviating the need for a separate heat treatment. Alternatively, a blended powder composition to produce a desired MCrA1XT alloy may be applied to the substrate.
L'invention concerne un procédé visant à protéger l'acier au carbone et l'acier inoxydable, et notamment l'acier réfractaire inoxydable, contre le cokage et la corrosion à températures élevées dans des environnements corrosifs, p. ex. pendant la production d'éthylène par pyrolyse d'hydrocarbures ou la réduction de minerais oxydés. Le procédé consiste à enduire l'acier d'un revêtement de MCrAlX ou de MCrAlXT, M représentant nickel, cobalt, fer ou un mélange de ceux-ci, X représentant yttrium, hafnium, zirconium, lanthanum, scandium ou une combinaison de ceux-ci, et T représentant silicium, tantale, titane, platine, palladium, rhénium, molybdène, tungstène, niobium ou une combinaison de ceux-ci. Le revêtement et le substrat sont de préférence traités thermiquement à une température comprise entre 1000 et 1200 DEG C environ pendant au moins 10 minutes environ, de préférence entre 20 minutes et 24 heures environ, cette durée étant suffisante pour obtenir une liaison métallurgique entre le revêtement et le substrat, et former une microstructure à phases multiples. Le revêtement est de préférence aluminié par dépôt sur celui-ci d'une couche d'aluminium, et oxydation du revêtement résultant à une température supérieure à 1000 DEG C environ pendant une durée suffisante pour former une couche superficielle d'alumine. Une couche intermédiaire contenant de l'aluminium peut être déposée directement sur le substrat avant le dépôt du revêtement, cette couche étant traitée thermiquement avec le revêtement pour former une couche intermédiaire de protection entre le substrat d'acier inoxydable et le revêtement, destinée à disperser la formation de nitrure à la surface de séparation substrat/revêtement. De plus, le revêtement peut être déposé sur le substrat et former une liaison métallurgique avec celui-ci par dépôt à arc transféré de plasma de poudre atomisée de MCrAlXT, ce qui permet d'éviter un traitement thermique séparé. Dans une autre forme de réalisation, une composition de mélange de poudres destinée à produire un alliage MCrAlXT voulu peut être appliquée au substrat.
Acevedo Juan Manuel Mendez
Chen Yan
Fisher Gary Anthony
Gorodetsky Alexander S.
Prescott Robert
Gowling Lafleur Henderson Llp
Manoir Industries (societe Par Actions Simplifiee)
Surface Engineered Products Corporation
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1787718