Способ термообработки двухфазных перитектических сплавов типа медь-железо

Способ термообработки двухфазных перитектических сплавов типа медь-железо

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>956609 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 19.02.81 (21) 3252859/22-02 (51) M. Кп. с присоединением заявки ¹

С 22 F 1/08

С 22 С 1/04

В 22 F 3/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК621.762.

4:621 785 3 (088.8) Опубликовано 070982 Бюллетень ¹33

Дата опубликования описания 07.09.82 (72) Авторы изобретения

Е.M.Ñàâèöêèè, Ю.В.Ефимов, Г.Г.Мухин, Т.M.Ôðoëoâà и M.Ñ.Ïàâëoâ т1.", дд,р:;рд 3 -"1 - -". Т ;. l .-;1 . - - Ф»

) .

Институт металлургии им. А.А.Байков и М6ВНЩдт уе::. высшее техническое училище им. Н.Э. аумаыл. (71) Заявители (5 4) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ДВУХФАЗНЫХ

ПЕРИТЕКТИЧЕСКИХ CllJIABOB ТИПА

МЕДЬ-ЖЕЛЕЗО

15

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению упрочненных материалов с равномерной структурой, и может быть использовано в электротехнике, электронике, машиностроении, энергетике и других областях промышленности.

Известен способ получения двухфазных перитектических сплавов, в которых структура формируется в ре= эультате первичной кристаллизации одной иэ фаз в широком интервале температур и последующего перитектического превращения при температуре перитектической реакции (1).

Недостатком известного способа является невозможность получения в сплавах мелкозернистой структуры.

Наиболее близким к предлагаемому 20 является способ размельчения струк-турных составляющих перитектических сплавов меди с 20-50Ъ железа (по массе) и 5-15Ъ алюминия (по массе) путем горячей обработки давлением, при этом способе дендриты литых сплавов превращаются в тонкие волокна (2).

Недостатком известного способа является наличие неоднородной структуры и, как следствие, неоднородности свойс-.в.

Цель изобретения — повышение однородности структуры и твердости за счет измельчения структурных составляющих, С этой целью согласно способу термообработки двухфазных перитектических сплавов типа медь-железо, включающему закалку расплава на поо движную металлическую подложку и горячее прессование.; закалку ведут со скоростью 104- 106 ос/с, а прессование полученного чешуйчатого порошка проводят при 400-600оС.

После сплавления шихтовых материалов и выдер><ки для уравнивания химического состава расплава. охлаждают со скоростью 104-10о оС/с структурно-капельно на подвижной холодной металлической поверхности. Получаемые при этом чешуйчатые порошки прессуют в иэделия или заготовки-полуфабрикаты требуемой формы при 400-600 С.

При охлаждении расплавов со скоростью 10 -10 оС/с сплавы (чешуйчатые порошки) приобретают двухфазную мелкозернистую структуру с размерами частиц структурных составляющих

1-20 мкм. Размеры частиц второй фазы и средний диаметр зерна матрицы становятся сравнимы друг с другом или

956609

10 !

Формула изобретения

Составитель С.Багрова

Техред М.Надь Корректор А.Дэятко

, едактор Л.Авраменко

Заказ 6525/8 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 даже практически одинаковы. Обе фазы значительно пересыщаются вторым компонентом, Все особенности быстрозакаленных двухфазных перитектических сплавов способствуют повышению механических свойств и увеличению равномерности свойств по объему металла °

В процессе нагрева закаленного порошка при прессовании в диапазоне температур 400-600ОС (0,3-1 ч) зерно матрицы и частицы второй фазы не успевают значительно коагулировать и укрупниться иэ-эа относительно высокой. устойчивости дисперсной структуры закаленных сплавов против отпуска и роста зерен и небольшой длительности процесса. Наблюдается сохранение дисперсной структуры или даже ее дальнейшее раэмельчение за счет влияния термических напряжений, а также частичного распада перенасыщенных метастабильных фаз с выделением высокодисперсных частиц второй фазы. Раэмельчение структурных составляющих при быстром охлаждении расплавов и распад пересыщенных фаз при нагреве во время прессования обеспечивают получение высокодисперсной однородной по объему металла структуры, а также повышению однородности механических свойств по длине и сечению иэделий из двухфазных перитектических сплавов.

Пример 1. После расплавления сплава меди с 50% железа (по массе) струю расплава охлаждают на бистровращающемся массивном диске со скоростью 104ОС/с. Получающийся чешуйчатый порошок спрессовыют в штабик при нагреве до 400ОС в течение 1 ч. Полученный штабик имеет однородную мелкозернистую структуру по всему сечению и длине. Размер эе рен матрицы (медная фаза) составляет около 10 мкм, выделений железной фазы - около 5 мкм (против 30 и

40 мкм соответственно для первой и второй фазы ыосле обычного литья).

Пример 2. Мелкие капли того же сплава охлаждают со скоростью

10 C/c на внешней йоверхности быстровращающегося колеса. Получающиеся чешуйки длиной 3-4 мкм, шириной

1-3 мм и толщиной 20-50 мкм прессуют в штабик при 600 С (0,3 ч).. Размер зерен матрицы составляет 4-6 мкм, выделений железной фазы — 3-4 мкм.

Микротвердость медной и железной фаэ после укаэанной обработки достигает

31 и 33,5 ° 10 Н/м 1, соответственно, т.е. превышает их микротвердость в исходном состоянии (микротвердость медной фазы после обычного литья составляет 6-7 ° 108, железной

10-12 108 Н/м ). Полученный штабик имеет одинаково мелкозернистую структуру по всей длине и по любому сечению, что обеспечивает одинаковость его микротвердости и других свойств.

После проведенной по данному способу обработки разброс микротвердости по сечению и длине прессовки не превышает 2-2,5 ° 10 Н/м . После обычного литья разброс микротвердости по длине и сечению слитка составляет 4-6.10 Н/м, Предлагаемый способ обладает рядом преимуществ по сравнению с известным. Он позволяет значительно увеличить равномерность структуры двухфазных перитектических сплавов и изделий иэ них по всему объему металла, существенно уменьшить размер зерна.матрицы и выделений вторых фаэ, подавить образование грубых дендритов и, в целом, значительно уменьшить разброс значений свойств и повысить их однородность по всему объему металла и изделия.

Способ термообработки двухфазных перитектических сплавов типа медьжелеэо, включающий закалку расплава на подвижную металлическую подложку и горячее прессование порошков, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности структуры и твердости путем измельчения структурных составляющих, закалку ведут со скоростью 10 — 10 C/ñ, а прессование полученного чешуйчатого порошка проводят при 400-600 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Аносов В.Я. Основы физико-химического анализа. M., "Наука", 1976, с. 14-79. о

2. Патент Англии Р 1137123, кл. С 22 С 9/00, опублик, 1968,