Сплав на основе никеля

 

СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ,содержащий хром, алюминий и кремний, отличающийся тем, что, с целью повьшения пластичности и понижения температур плавления и затвердевания , он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мае0%: 10,0-15,0 Хром 2,5-5,0 Алюминий 0,4-1,5 Кремний Медь 0,1-1,5 Никель Остальное (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 С 19/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3576409/02 (22) 08 . 04. 83 (46) 30.07.91. Бюл. N9 28 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии .им, И.П. Бардина (72) А..А. Хохлов, Ф.Л. Левин, . А.Г. Сорокин, M.Ã.,Kâàïþâ, А.И. Лойников, Л.А. Сачина, В.Н. Зикеев, С.A. Коканов, В.Л. Родионов, О,П. Никитин и В.С. Прянишников (53) 669. 24, 26. 71. 782.3 (088.8) (56) Australian dental Jornal, 1978, v. 23, р. 2, р.р.192-195.

"The Jornal of prosthetic den.—

tistry" December, 1978, 40, 6,.р.р. 637-641. ю

Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам на хромоникелевой основе, предназначенным для изготовления цельнолитых коронок и мостовиднык протезов, покрываемых керамикой.

В настоящее время известен сплав на основе никеля, содержащий мас .%:

Углерод 0-0,003

Хром 18,0-25,0

Молибден 6,3-10,8

Алюминий 2, 1-6,6

Марганец 3,5-7, 1

Ниобий 0-9,0

Вольфрам 0-18,3

Ванадий 0-9,5

Тантал 0-2, 7

Титан 0-1090

„„SU„„1112799 А 1

2 (54) (57) СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ,содержащий хром, алюминий и кремний, отличающийся тем, что, с целью повьппения пластичности и IIoнижения температур плавления и затвердевания, он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, .мас.%:

Хром 10.,0-15,0

Алюминий 2,5-5,0

Кремний 0,4-1,5

Медь О, 1-1,5

Никель Остальное

Медь 0-18, Ь

Никель Остальное

Недостатками известного сплава являются высокая температура плавления 1450 С, склонность к охрупчивао нию вследствие вьделения значительного количества интерметаллидной фазы

Ni A1, плохая обрабатываемость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату к изобретению является известный сплав, содержащий, мас .%:

Углерод 0,09

Хром 10, 0-14, 0

Алюминий 1,0-4,0

Молибден 5,0

Ниобий -5, 0

Кремний 0,8-2,0

1112799 ратур плавления и затвердевания.

Цель достигается тем, что в известный сплав на основе никеля, содержащий хром, алюминий и кремний, дополнительно вводится медь при следующем соотношении компонентов, мас.7: .Хром

Алюминий

Кр емний

Медь

Никель

10,0-15,0

2,5-5,0

0,4-1, 5

О, 1-1,5

Ос тал ь ное

40 о

Легирование медью в пределах 0,11, 57 облагораживает электр охимический потенциал сплава в агрессивной среде, улучшает антикоррозионные свойства.

Медь, имеющая температуру плавления

1083 С, позволяет уменьшать темпера50 туру плавления сплава и сузить интервал температур ликвидус — солидус °

Превышение содержания меди свьппе

1,57 не вызывается необходимостью, а менее О, 17 неэффективно, Содержание хрома в металле не менее 107 необходимо для обеспечения коррозионной устойчивости металла в атмосферных условиях, водных растИзвестный сплав используется для изготовления металлокерамических зубных протезов. Этот сплав характеризуется минимальной усадкой после плавления, высокой прочностью и способностью образовывать на поверхности металла окисленную пленку, обеспечивающую прочную связь с фарфором.

Недостатком указанного сплава 10 является высокая температура плавлео ния 1400 С, широкий интервал температур ликвидус — сопидус, что затрудняет использование металла в зубоврачебной практике, приводит к выделению (выпотеванию) жидкого металла в "матрице при операциях нагревания и кристаллизации, создает неоднородность свойств, приводит к уменьшению прочностных характеристик литого 20 сплава при повторных нагревах, связанных с нанесением металлркерамики.

Сплав в литом состоянии имеет предел текучести 8 t кгс/мм, после повторных нагревов при 982 С 59 кгс/мм .

Известный сплав характеризуется низкой пластичностью — относительное удлинение = 0,6-1,27, что затрудняет пластическую де.формацию металла .

Целью изобретения является повышение пластичности и понижение темпеворах различного солесодержания, в том числе в морской воде, физиологических растворах, крови, слюне, Содержание хрома в пределах 10-15% (в сочетании с остальными компонентами сплава) достаточно для образования защитной окисной пленки на поверхности сплава, обеспечивающей хорошую антикоррозионную защиту и хорошую сцепляемость металла с керамикой. Предложенный сплав имеет прочную связь с керамикой. Содержани е хрома с выше

15% недопустимо, так как приводит к повышению температуры плавления сплава, Содержание алюминия в пределах

2,5-57. положительно сказывается на повышении коррозионной устойчивости металла в вышеперечисленных условиях вследствие образования устойчивой и прочной окисной пленки «а поверхности сплава. При содержании алюминия менее 2,57 его влияние практически не проявляется, при содержании более 57. сказывается отрицательное влияние алюминия на охрупчивание сплава в связи с увеличением в структуре количества интерметаллидов типа

Ni A1 .

Кремний в пределах 0,4-1,57 также положительно влияет на повышение коррозионной устойчивости сплава, входя в состав защитной окисной пленки и твердого раствора, обеспечивает хорошую сцепляемость окисной пленки с керамикой, являясь наряду с алюминием общим компонентом как в сплаве, так и в керамике. Кремний, как и алюминий, способствует раскислению сплава. Содержание кремния менее 0,47 неэффективно, а более l 57 нецелесообразно, так как не приводйт к дальнейшему улучшению свойств металла.

Наличие перечисленных легирующих элементов в заданных пределах их содержания позволяет обеспечить ценный комплекс свойств: низкую температуру плавления, узкий интервал температур ликвидус — солидус, высокую коррозионную устойчивость и технологичность сплава применительно к цельнолитым коронкам и мостовидным протезам, предназначенным для покрытия керамикой.

При этом сплав характеризуется минимальной усадкой после кристаллизации, высокими прочностными свойствами и способностью образовывать на поверх1112799

Температурный интервал горячей -. пластической деформации сплава предложенного состава находится в пределах температур 1200-800 С. После горячей пластической деформации и отжига с температуры 1250 С сплав хао рактеризуется болев высоким, чем в литом состоянии, уровнем пластичности 0 = 50-60X, g = 55-65K., а также высокой вязкостью КСИ=360 Дж/см .

Упрочненное состояние сплава (1з, 6 70-750 NIIA) обеспечивается за счет упрочнения твердого раствора легирующнми элементами и вследствие вьщеления интерметаллидов типа Ni Al.

Технико-экономическая эффективность предложенного сплава обусловлена более низкими значениями температур плавления и затвердевания, что облегчает работу со сплавом в стоматологической практике. Более высокие значения пластичности значительно повышают технологичность сплава при

его обработке.

Твблнна1

Химический состав сплава нв основе никеля

Сплав, в

Сг

Al Si

13,б

3,6

О, ОО6

0,8 о,оз

О,ОО6

1,5

1 Предлоаенный

z о,оз

0,8

О, 005 О, 007

4,0

0,1

12,О

5 ° О

О,ОО7

0,05 о,з

О,О08

1О,О

1>5!

5,0

О, 005 0,008

0,4

0,08

2,5

0,5

5 известный

11,О 1,8 1,1

Т а б л н ц.а 2

Физико-механические свойства сплавов известного и предлоаенного в питом состоянии

Предел прочности в °

ИПа г

Твердость, н, Т емпература плавления, С о от носит ел ьемператуа перехоа в твердое остояние

Сплав, р ное удлинение Л,." при охлааенин, С

Предлоаенный

1250

270

1280

10,2

700

1300

1350

250

670

1 270

1320

250

720

1280

260

1350

680

Известный

14 00

0,6-0,8.

268-350!

320

650-8 20 ности тончайшую защитную окисную пленку, прочно связывающуюся с .керамикой.

Сплав выполняется на чистых шихтовых материалах в индукционной высокочастотной электропечи. Предпочтительно использовать вакуумную индукционную печь для обеспечения низкой гаэонасыщенности сплава.

В табл.1 указаны примеры химического состава предложенного и известного сплавов, в табл.2 — физико-ме— ханические свойства указанных сплавов.

Как видно из табл .2, предложенный сплав характеризуется более низкой температурой плавления (12801350 С) в зависимости от хииического состава, более низкой температурой перехода в твердое состояние при охлаждении (1250-1300 С), меньшим интервалом температур ликвидус — солидус (30-70 С), более высокой пластичностью при аналогичном уровне прочности в сравнении с известным сплавом,25

О,О8 3,6 3,2