Способ обработки сплава

Способ обработки сплава

Реферат

Изобретение относится к металлургии сплавов и предназначено для обработки двухфазных сплавов на основе оксидов.

Известен способ [Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и металловедение. М.: Металлургия, 1973. - 495 с.], в котором свойства двухфазного сплава изменяют за счет изменения состава фаз и изменения структуры кристалликов фаз, которые достигаются введением дополнительной (новой) примеси, термического и термомагнитного отжига и (или) закалки. Однако эти способы не позволяют воздействовать на растворимость электрически активных примесей.

Наиболее близким по технической сущности является способ обработки сплавов металлических деталей, который заключается в нагревании деталей до температуры выше комнатной и регулируемом охлаждении. До начала охлаждения деталь подключают к одному полюсу источника высокого напряжения с постоянной полярностью. Полярность и длительность подключения напряжения выбирают в зависимости от химического состава детали и требуемых физических свойств (Заявка ФРГ №1558776, НКИ С22-3/02, 1972 г.).

Данный способ выбран в качестве прототипа изобретения.

Задачей предложенного способа является расширение диапазона свойств обрабатываемых материалов.

Достигается это тем, что в способе обработки сплава, включающий нагрев и охлаждение при подключении к одному из полюсов источника высокого напряжения с постоянной полярностью, согласно изобретению сплав подключают к одному из полюсов источника высокого напряжения на весь период нагревания и после выдержки сплава в заданном температурном режиме его подвергают резкому охлаждению без отключения от источника высокого напряжения.

Воздействие нагревания, например, на двухфазный сплав Вi₂O₃-СdO при подключении его к отрицательному полюсу источника высокого напряжения величиной 3000 В приводит к увеличению микротвердости на 32-37% по отношению к первоначальному значению, а при подключении к положительному полюсу источника высокого напряжения величиной 3000 В - к уменьшению микротвердости на 4% по отношению к первоначальному значению. При сравнении изменений микротвердости сплава, подвергшегося нагреванию с подключением к источнику высокого напряжения, и без подключения, установлено, что данное изменение составляет при продолжительности процесса 3 часа - 30% в сторону уменьшения микротвердости, если образец был подключен к положительному полюсу источника, и 11% в сторону увеличения микротвердости при подключении образца к отрицательному полюсу источника высокого напряжения.

Известно, что при нагреве сплавов происходит изменение взаимной растворимости компонентов сплава друг в друге и при этом наблюдается изменение различных свойств исследуемых сплавов.

В предложенном способе обработки сплава происходит изменение взаимной растворимости его компонентов, но создание определенного вида носителей заряда за счет подаваемого на сплав высокого напряжения определенной полярности приводит к более сильному изменению взаимной растворимости и вследствие этого, к более заметному изменению микротвердости сплава, чем при нагреве в отсутствии электрического потенциала.

Таким образом, подключение сплава к определенному источнику высокого напряжения на всем протяжении нагрева и закалки является новым и существенным признаком, который в аналогах не обнаружен, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень».

Пример реализации способа.

Образец двухфазного сплава Вi₂O₃-СdO с содержанием 17 моль.% CdO помещают в ячейку, изготовленную на подобии цилиндрического конденсатора. Исследуемый образец является внутренней обкладкой цилидрического конденсатора. Ячейка помещается в нагревательную печь и вакуумируется. Образец подключается к отрицательному полюсу источника высокого напряжения, если требуется увеличить микротвердость сплава, и к положительному полюсу, если необходимо уменьшить микротвердость сплава. Образец нагревают от комнатной температуры до 873±5К и выдерживают при этой температуре в течение 3 часов. При дальнейшем увеличении времени нагревания практического изменения микротвердости не наблюдается. После нагревания вакуумированная ячейка с образцом подвергается резкому охлаждению на воздухе до комнатной температуры без отключения от источника высокого напряжения. Изменение микротвердости двухфазного сплава до проведения процесса и после него осуществляется на микротвердомере ПМТ-3 при комнатной температуре.

Зависимость микротвердости Нµ от, U - напряжения, τ - времени процесса двухфазного сплава Вi₂O₃-СdO под электрическим потенциалом, при температуре 873К отражено в таблице.

U, кВ	τ - время нагрева, мин
0	30	60	180
0	260	310	330	325
-3	260	320	335	360
+3	240	270	280	230

Предложенный способ обработки сплава (по сравнению с прототипом - способ предложен только для металлических деталей) при одновременном его подключении к определенному полюсу источника высокого напряжения дает возможность изменять механические свойства в желаемом направлении.

Способ обработки двухфазного сплава на основе оксидов Bi₂O₃ - CdO, характеризующийся тем, что сплав подключают к отрицательному полюсу источника высокого напряжения с постоянной полярностью для увеличения микротвердости сплава или к положительному полюсу упомянутого источника для уменьшения микротвердости сплава и осуществляют нагрев и выдержку сплава в заданном температурном режиме, а после выдержки сплав подвергают резкому охлаждению без отключения от источника высокого напряжения.