Способ получения заготовок из дисперсноупрочненных сплавов

Способ получения заготовок из дисперсноупрочненных сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п>863192

{б3) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 230479 (2$) 2755670/22-02 с присоединением заявки ¹{23)Приоритет

Опубликовано 15.09.81. Бюллетень Н9 34

Дата опубликования описания 150981.15 АМ,,{„З

В 22 Р 9/22 В 22 Р 3/20

Государственный комятет

СССР по делам нзобретеаяй и открыти Й (53) УДК 621;762.

;3 (088. 8) Б.Н.Бабич, A.A.Ôîôàíîâ,. A.È.×eðíèê, Л.Н. Серебрякова и Б.В. Щетанов и (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54 j СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК

ИЗ ДИСПЕРСНОУПРОЧНЕННЫХ СПЛАВОВ ление смесей термически нестойких соединений матричного металла и упрочнителя, например совместным химическим осаждением из водных растворов солей, прокаливание выделенного осадка до образования смеси окислов, восстановление, прессование и спекание (2j .

Недостатком такого способа являет- с.я нестабильность свойств смесей окислов, вследствие чего дпя изготовления заготовок, наряду с высококачественными смесями окислов, не исключается использование таких смесей, в которых иэ-эа возможных отклонений в технологическом процессе их получения могут оказаться ухудшенными дисперсность распределения упрочняющего окисла, что приводит к снижению свойств полуфабрикатов дисперсноупрочненных сплавов.

Наиболее близким к изобретению. является способ получения заготовок иэ диаперсноупрочненных сплавов, включающий приготовление смесей термически нестойких химических соединений матричного металла и упрочнителй, прокаливание их на воздухе, нагрев смеси окислов в восстановительной .атмосфере, прессование, спекание и с

Изобретенче относится к порошко- вой металургии, в частности к способам получения заготовок иэ днсперсноупроченных сплавов, представляющих собой композиции с равномерно рас» пределенныьж s металличемкой матрице дисперсными частицами тугоплавких окислов.

Известен способ получения полуфабрикатов дисперсноупрочненных сйлавов, ® включающий смешение окисла матричного металла с термически,нест6йким соединением упрочнителя, например азотнокислой солью, прокаливание для перевода в смесь окислов и нереработ-15 ку полученного порошка смеси окислов в:полуфабрикаты методами порошковой металлургии,, а именно: восстановле" нием, прессованием, спеканием и зкструдированием (1j. 20

Недостатком известного способа явл яетс я невысокая жаропрочность, так как использование приготовленного заранее окисла матричного металла не обеспечивает достаточно равномерного 25 распределения упрочняющего окисла в матрице.

Известен также способ получения заготовок из дисперсноупроненных сплавов, предусматривающий приготов- 3О

863192 экструзию, отличающийся тем, что от продукта нагрева, смеси окислов в восстановии тельной атмосфере — смеси матричного металла и окисла упрочнителя — отделяют тонкую фракцию, которуго используют для получения заготоврк (3) .

Недостатком данного способа явля-. ются невысокие физико-механические свойства, так как свойства дисперсноупрочненных материалов зависят в большей степени не от размера частиц, 10 а от их внутренней структуры, определяющей равномерность распределения, упрочнителя.

Цель изобретения — повышение фи.зико-механических;свойств.

Цель достигается тем, что согласно способу получения заготовок из дисперсноупрочненных сплавов, включающему приготовление смесей термически нестойких соединенных матричного 20 металла и упрочнителя, прокаливание их на воздухе, нагрев смеси окислов в восстановительной атмосфере, прессование, спекание и экструзию, нагреву в восстановительной атмосфере )$ подвергают смеси окислов с размером кристаллитов окисла матричного метал- ла О, 9(t — 300)A — 1,5(t -. 300) А, где t — температура прокаливания на воздухе, С.

Использование окисла матричного металла с указанным размером кристаллитов позволяет исключить из дальнейшей переработки смеси окислов с ухудшенным распределением или повышенным средним диаметром упрочняющих частиц, 35 поскольку, как экспериментально установлено, размер кристаллитов окисла матричного металла непосредственно зависит именно от этих двух пара" метров, характеризующих в совокуп- 40 ности качество смеси окислов и свойства получаемых полуфабрикатов.

Как ухудшение распределения,так и укрупнение упрочняющих частиц приводят к увеличению размеров кристаллитов окисла матричного металла. Ус» тановлено также, что повышенные свойства полуфабрикатов обеспечивают в том случае, если для их изготовления используют смеси окислов с раз- «й мером кристаллитов окисла матричного металла в пределах 0,9(t — 380)

1,5(t. - 300) А, где t — температура прокаливания смеси окислов в С. Таким образом, предложенный способ учитывает объективно существующую зависимость размера кристаллитов от температуры прокаливания.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Осаждением путем одновременной подачи в реактор с ме- бО шалкой раствора аэотнокислых солей никеля и гафния и раствора углекислого аммония с последующей фильтрацией осадков, сушкой и прокаливанием для перевода в смесь окислов .готовят пять 65 партий порошков состава 97,8% NiO + 2,2% HfO<. Условия получения партий отличались скоростью сливания рабо,чих растоворов и интенсивностью. перемешивания пульпы в реакторе. Порошки смесей окислов, после отбора проб для,определения размера кристаллитов,окиси никеля, перерабатывают в листовые полуфабрикаты путем восстановления в водороде при 800 С, прессования заготовок, спекания при

1000 С, экструзии с вытяжкой 8:1 также при 1000 С и пр кати со степенью деформации 95%. размер кристаллитов

NiO в смесях окислов определяют по уширению линий (111) и (200) при съемке на аппарате ДРОН-1.

В табл. 1 приведены размеры кристаллитов окиси никеля в смесях окислов и показатели высокотемпературной прочности полученных из этих смесей листовых заготовок.

Для температуры прокаливания

800 С допустимые пределы размеров . кристаллитов составляют 0,9 (800-300}

=450 Х вЂ” 1,5 (800-300) = 750 Х. Данные табл. 1 подтверждают, что заготовки, изготовленные из смесей окислов с размерами кристаллитов окиси никеля, не выходящими за допустимые пределы, имеют повышенный уровень свойств.

Пример 2. Для двух партий порошков смесей окислов состава

68% СаО + 30,63 ЖО + 1,4% Y О полученных химическим осаждением и прокаленных при 600 С, размеры кристаялитов матричного окисла определены равными 390 и 540%. Из этих порошков, их смеси в весовом соотношении lr 1 а также выделенной просевом из порошка партии 2 фракции — 40 мкм получают прутки путем восстановления в водороде при 800ОС, прессования, спекания при900О С и экструзии с вытяжкой 16:1 при температуре 1100ОС.

Иеханическйе свойства. прутков приведены в табл.2. Для температуры прокалио вания 600 С допустимые пределы размеров кристаллитов матричного окисла, составляют 270 -<450 A.

Таким образом использование для переработки в заготовки смеси окислов с более высоким размером кристаллитов матричного окисла приводит к понижению свойств полуфабрикатов.

Смешение заведомо качественной смеси окислов со смесью, для которой размер криссталитов окисла матричного металла превышает допустимый, также приводит к пониженному уровню свойств в изготовленных из такай смеси полуфабрикатов. Не обеспечивает повышения свойств полуфабрикатов использование наиболее мелких фракций порошковых смесей ° с выходящими за рекомендуемые пределы размерами кристаллитов окисла матричного металла.

863192

Таблица1

4 5

Партия, Р

Размер кристаллитов 010 в смеси окислов, А

540 670

720

810

950

661100, кгс/мм

1 0,8

11,4

10,5

9,5

8,8 я 1100 0

О 10() кгс/мм

5,5

4,0

5 5

5 0

3,5

Т аблиц а 2

Партия 1 (D = 390 A) 54

20

Партия 2 (Р = 540 A) 55

Смесь партий 1 и 2 (1: 1)

<%

Фракция — 40 мкм партии 2

58.49

57

20

Сост ави тель В. Нарва

Техред П,Пекарь Корректор Н.Швыдкая,Редактор М.Погориляк

Заказ 7652/18 Тираж 872 Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам из0бретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская араб., д. 4/5

Филиал ППП Патент г,.ужгОрод, ул.Проектная, 4

Формула изобретения

Способ получения заготовок из дисперсноупрочненных сплавов, включа- 30 юв ий приготовление смесей термически нестойких химических .соединений матричного металла и упрочнителя, про ййтивание их на воздухе, нагрев смеси окислов в восстановительной ат- 35 мосфере, прессование, спекание и экструзию, отличающийся

:тем, что, с целью повыщения физико-механических свойств, нагреву в

Восст ановит ельной атмосфер е подв ер 4О гают смеси окислов с размером кристаллитов окисла матричного металла

0,9 (t.- 300) .К - 1,5 (t ЗОО) Х, где С - температура прокалнвання н воздухе, С.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Портной К.И. и Бабич Б.Н . Цис.персноупрочненные материалы. М., Металлургия, 1974, с.69-73.

2. Патент C2IA 9 3085876 кл. 75-206, 1963 °

> СИС1 ЭаоЕг ЧК 3z, GbeheV йР. КОРО;tx.HF, The nugactvre апд ргорегМее М

1 О + 4 h Strength

"ырра,)грече аортеМ".Ромаег