Сплав на основе железа

Сплав на основе железа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ъ

fll .И С -А И И Е (,z()gy) ()

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсних

Социалистических

Ресттубпик (61) Дополнительное к авт, свид-ву, (5l)M. Кл. (22) Заявлено 30.08.77 (21) 2520117/22 — 02 с присоединением заявки K (23) Приоритет

Опубликовано 15 01 80 Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 15.01.80

С 22 С 38/14

ГееударстввииыМ комитет

СССР по делам изввретеиий и открытий (53 ) УД К 669.15 25 24 293 295 71 27781 855 854

=018,472 088.8 (72) Авторы изобретения

В. А. Борисов, А. Л. Штптцберг, Н. В, Дьяченко, Б. А. Дробышев, Г. С. Миловзоров, В. П. Чебунин, B.HÆó÷èí, И. В. Перепелица, Е. В. Войновский и В. И. Деменков (7l} Заявитель (54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

28 — 33

24 -- 29

5 — 6,8

Изобретение относится к металлургии, а именно к дисперсионно — твердеющим сплавам,, обладающим малым температурным коэффициентом модуля нормальной упрутости и постоянным значением козффтщиента,линейного расо, - 5 ширения в интервале температур 20 — 500 C„ оно предназначено для изготовления упругих чувствительных элементов и конструкционных деталей приборов и автоматических систем. то

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сутцности и достигаемому эффекту является сплав на основе железа, содержащий, вес.%:

Никель 27 — 47

Кобальт 0 — 16

Ниобий 4,1 — 10

Титан 0 — 2

Углерод 0 — 0,16

Кремний 0 — 0,3

26

Марганец 0 — 0,4

Алюминий 0 — 0,2

Магний 0 — 0,1

Железо Остальное (1).

2 причем %Ni+ 0,7 (oCo) — 0 44(cNb+2,85 (%Ti) )— — 2(%Ti)/(%Т + %Nb)=37 — 40", %Nb+2,85 (%Ti) <<

10%.

Недостатками известного сплава являются значительные изменения температурного коэффициента модуля нормальной упругости и .коэффициента линейного расширения при тсмо перагурахвыше 425 С, а также высокие 3Начеиия температурного коэффициента модуля нормальной упругости.

Цель изобретения — стабилизация температурного коэффициента модуля нормальной упругости и коэффициента линейного расширения в интервале температур 20 — 500 С, а также снижение температурного коэффициента модуля нормальной упругости. в этом интервале.

Цель достигается тем, что сплав, содержащий кобальт, никель, ниобий, титан, алюминий, дополнительно содержит вольфрам, бор, церий и лантан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Кобальт

Никель

Ниобий

709710 4

В качестве примесей сплав может содержать, вес.%:

Углерод

Марганец

Кремний

Сера

Фосфор

Не более 0 05

Не более 003

Не болес 0,4

Не более 0,02

Не более 0,02

Таблица 1

Содержание, вес,%

I 1

Элементы

28,0

29,0

32,0

33,0

Кобальт

28,0

29,0

25,0

24,0

Никель

5,0

5,6

Ниобий

1,2

2,0

Титан

0,8

0,02

0,02

0,9

0,1

Алюминий

0,5

0,02

0,3

2,00 .

Вольфрам

0,8

0,02

0,001

0,05

0,005

Бор

0,02

005

0,005

Церий

Лантан

Углерод

0.001

0,001

0,002

0,03

005

0,049

0,032

0 025

0,038

0,29

0,21

0,28

0,24

Марганец

0,31

0,38

0,32

Кремний

0,017

0,016

0 018

О 019

Сера

0,019

0,014

О 015

О 016

Фосфор

Железо

Остальное

Остальное

Осталън ое

Остальное

Титан 0,02 — 1,2

Алюминий 0,02 — 0,9

Вольфрам 0,02 — 2,0

Бор 0,0001 — 0,05

Церий 0,001 — 0,05

Лапта н 0,001 — 0,05

Железо Остальное, Содержание кобальта, никеля, ниобия, титана и алюминия удовлетворяют соотношения.

%N1+0,7 (%Со) -0,44 (%Nb+2 85 (%Ti %Al) (— — 2 (%Т (%А1) / (%Т1 %A1+ oNb) =42 — 44, причем

%й Н %Со/%ИЬ+ 0Т1+%А1 h S.

Предлагаемый сплав подвергается следующей термической обработке: закалке от температуры 950 — 1050 С с охлаждением в воде и дисперсионному твердению при 650 — 700 С с вы55 держкой 4-12 ч или закалке, наклепу на 20—

Предлагаемый сплав выплавляют в 50 кг вакуумной печи; химический состав сплава представлен в табл.1.

40% и дисперсионному твердению при 650—

700 С в течение 2-10 ч.

Механические свойства исследованных сплавов представлены в табл.2 (N 1 — известный сплав; Р 2 — 5 — предлагаемый сплав) .

-. 709710

Т а б л и ц а 2

Предел прочности, кг/мм

Режим термообработки

Сплав, 1 о

Предел текучести,кг/мм

Относительное удлинение,% температура, С

149- 128- 125- 129- 127- 126- 14151 132 127 132 130 129 16

15- 1617 18

163 — 142 — 138 — 157 — 143 — 138 — 1,15 — 1,7 — 1,2—

166 146 142 . 159 145 141 1,4 1,9 1,8

То же

160 — 138 — 135 — 154 — 139 — 136 — 1,2—

163 144 140 156 141 138 1,5

1,8- 1,426 22

160 — 138 — 136 — 153 — 138 — 134 — 1,2—

162 143 138 155 141 137 1,4

1,8- 1,32,5 2,3

1,9 — 1,5—

2,6, 2,1

159 — 136 — 132 — 153 — 138 — 135 — 1,3—

162 143 138 156 140 137 . 1 65

П р и м е ч а н и е: Механические свойства определяют при растяжении на плоских образцах размером 1,0х30х160 с рабочей частью 10х60 мм.

Иэ данных табл. 2 видно, что механические . свойства предлагаемого сплава до 500 С находятся на высоком уровне и снижение этих свойств в интервале рабочих гемператур не первышаег 10%..

4О

Значения модуля нормальной упругости, Таблица 3 ю

20—

500

20—

400

9,8—

10,2

15000—

15200

6,6—

6,8 (. 190)— (-210) 100—

130

9.4-9,8 о,2—

9,6

36—

16650—

16700

Закалка в воду с

850 С; старение

720 С, 8 ч; охлаждение 50 С/ч; старение 620 С, 8 ч

Закалка в воду с

1 000 С; наклеп

2 30%; старение

650 С, 8 ч дул

r/ температурного коэффициента модуля нормальной упругости и коэффициента линейного расширения исследованных сплавов представлены в табл. 3 (И 1; 8 2 — 5 — предлагаемый сплав) .

Коэффициенты линейного расширения

1О 6 град 1 а

709710

Продолжение табл.З

Коэффициенты линейного рас)пирения

10 град пературный коэфф нт модуля нормаль упругости

10 6 град ература, С

16500—

16700 (-20)—

16—

9,8—

10,4

9,7—

10,3

1650016700

24—

28—

9,4—

10,0

9,6—

10,2

16400—

16550

27—

29—

9,5—

10,0

9,6—

20,2

Составитель С. Деркачева

Техред И.Асталош Корректор Н. Зацерновская

Редактор Н. Корченко

Тираж 694 Поллилюе

ЦНИИПИ Государственного комитета ССГР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,,Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9126/58

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Из представленных данных видно, что уровень механических свойств предлагаемого сплава до 500 С находится на уровне известного сплава, однако по величине термоупругого коэффициента предлагаемый сплав сущест венно превосходит известный, причем для предлагаемого сплава его термоупрутий коэффициент имеет практически постоянную величину, сохраняющуюся до 500 С, в то время как в известном сплаве постоянное значение температурного коэффициента сохраняется до 400425 С. Это позволяет повысить температуру эксплуатации предлагаемого сплава до 500 С.

Формула изобретения

1. Сплав на основе железа, содержащий кобальт, пикета, ниобий, титан, алюминий, о тличающийся тем,что,сцельюстабилизации температурного коэффициента модуля нормальной упругости и коэффициента ли.нейного расширения в интервале температур

20 — 500 С, он дополнительно содержит вольфрам, бор, церий и лантан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Кобальт 28 —. 33

Никель 24 — 29

Ниобий 5 — 6,8

Титан 0,02 — 1,2

Алюминий 0,02 — 0,9

Вольфрам 0,02 — 2,0

Бор 0,0001 — 0 05

Церий 0,001 — 0,05

Лантан 0,001 — 0,05

Железо Остальное.

2. Сплав по п.1, отличающийся тем, что, с целью снижения температурного коэффициента модуля нормальной упругости

35 в интервале температур 20 — 500 С, содержание кобальта, никеля, ниобия, титана и алюминия удовлетворяет соотношениям:

%N 1+0,7 (%Со) — 0,44 (%Nb+2,85 (%Ti %А1) j— 2(%Т i %А1)/(%Т! %A1+%Nb) = 42 — 44;

%N i+%CO/%Nb+%T i+%A 1 >8.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии N 1411693, кл. С 22 С (С7А), 1974.