Способ термомагнитной обработки инварного сплава

 

1. СПОСОБ ТЕРМОМАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ИНВАРНОГО СПЛАВА, включающий закалку, отпуск при 315±10 С и старение, отличающийся тем, что, с целью снижения температурного коэффициента линейного расширения , старение проводят при 100120°С в магнитном,поле напряженностью 0,8-1,5 кЭ в течение 10-12 ч. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что закалку сплава проводят от температуры 870-900 С в воде.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3606950/22-02 (22) 20.06.83 (46) 30.06.85. Бюл. У 24 (72) Л.В. Барабаш и А.И. Захаров (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола и Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина (53) 621.785.75 (088.8) . (56) 1 ° Прецизионные сплавы. Справочник. М., "Металлургия", 1974, с. 294.

2. Авторское свидетельство СССР

В 876736, кл. С 21 D 1/02, 1980.

4(sl) С 21 D 1/04; С 21 D 9/52 (54) (57) 1. СПОСОБ ТЕРМОМАГНИТНОЙ

ОБРАБОТКИ ИНВАРНОГО СПЛАВА, включающий закалку, отпуск при 315Ф10 С и старение, отличающийся тем, что, с целью снижения температурного коэффициента линейного рас.— ширения, старение проводят при 100120 С в магнитном, поле напряженностью 0,8-1,5 кЭ в течение 10-12 ч.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что закалку сплава проводят от температуры 870-900 С в воде.

1 1

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам терми.ческой обработки прецизионных сплавов инварной группы с минимальным температурньв коэффициентом линейного расширения и может быть использовано в приборостроении.

Известен способ термической обработки инвара, включающий закалку от 850+20 С в воде, отпуск при 315 С в течение 1 ч и старение при 95 С в о течение 48 ч. Температурный коэффициент линейного расширения спла. ва при этом составляет не более

1,5 10 град и .

Недостатками такого способа являются относительно высокий температурный коэффициент линейного расширения; продолжительность времени обработки (50 ч); способ эффективен лишь .при низком содержании углерода в инварах (до 0,057).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ обработки инварного сплава, включающий закалку от 850320 С в воде, отпуск при 315+10 С в течео ние 1 ч и старение при 95.С в течение 48 ч, в котором, с целью снижения температурного коэффициента линейного расширения, сплав перед термической обработкой допол! нительно подвергают пластической деформации со степенью обжатия

8-127 52j .

Недостатком данного способа обработки. является высокие значения температурного коэффициента линейного расширения в инваре с содержанием углерода более 0,05Х.

Кроме того, технологический процесс пластической деформации, осуществляемый путем прокатки на двухвалковом прокатном стане, усложняет обработку. Общее время, затрачиваемое на обработку сплава при таком способе, увеличивается и составляет более 50 ч.

Целью изобретения является снижение. температурного коэффициента линейного. расширения в инваре с обычным (до 0,05X) и повышенным (0,05-0,2X) содержанием углерода при общем сокращении времени, затрачиваемом на термическую обработку сплава.

Поставленная цель достигается тем, что согласно спос..- .у термомаг1б4 280 г нитной обработки инварного сплава, включающему закалку, отпуск при о

315 10 С и старение, старение проводят в магнитном поле напряженностью 0,8-1,5 кЭ в течение 10- l2 ч при 100-.120 С.

Кроме того закалку проводят от температуры 870-900 С в воде.

Проведение закалки от темпера1О туры 870-900 С способствует более полному растворению углерода при повышенном его содержании (до 0,27) в твердом растворе (аустените).

Старение закаленных и отпущенных деталей в магнитном поле при 1001.20 С способствует наиболее полной стабилизации их линейных размеров.

Отличие предлагаемой операции старения в магнитном поле от известщ ной при 95 С в течение 48 ч заклю чается в том, что при такой же термомагнитной обработке обеспечивается стабилизация сплава с повышенным содержанием углерода и получение в

Я5 нем оптимального температурного коэффициента линейного расширения (до 1,5 10 град ) .

Пример t. Проводилась термическая обработка образцов сплава

36Н, содержащего, 7: никель 35,7; углерод 0,03; кремний 0,25; марганец 0,5; сера 0,05; фосфор 0,001; железо остальное. Образцы подвер чо ли закалке от 870 С в воде, отпусо

35 ку при 315 С в течение 1 ч и стао рению при f00 С в течение 10 ч в магнитном поле. Старение проводили в лабораторной печи с внутренним диаметром 80 мм, расположенной между полюсами электромагнита. Магнитное поле включали по достижении установившегося температурного .режима в печи. Напряженность поля составляла 0,8 кЗ (63 кА/м). ОбразI цы выдерживали в печи в присутствии магнитного поля в течение 10 ч.

Для получения сравнительных данных параллельно проводили термическую обработку однотипных образцов, изготовленных из сплава того же состава, по известному режиму: закалка от 850+20 С в воде, отпуск при 315 С в течение 1 ч и старение при 95 С в течение 48 ч.

После термической обработки по предлагаемому и известному способам проводили измерения температурного коэффициента линейного расшире1164280 ния образцов на кварцевом дилатомето ре в интервале температур 20-100 С.

В известном способе обработки температурный коэффициент линейного расширения сплава, содержащего до, 0,05% углерода, составляет 0,95— — 0,98 ° 10 град ", в предлагаемом способе 0,94 — О;96 10 град

Пример 2. Проводили термическую обработку по предлагаемому н известному способам образцов сплава 36Н, содержащего, %: никель 35,7; углерод 0,09; кремний 0,23; марганец 0,48; сера 0,05; фосфор 0,001, железо остальное.

Обработка по предлагаемому спосоо бу включала закалку от 880 С в воде, отпуск при 315оС в течение 1 ч и старение при 110 С в течение 10 ч о в магнитном поле напряженностью

1кЭ (80 кА/м), как описано в примере 1.

Пример 3. Проводили термическую обработку по предлагаемому и известному способам образцов сплава 36Н, содержащего, %: никель 35,8; углерод 0,17, кремний 0,23, марганец 0,47, сера 0,05, фосфор 0,001, .железо остальное.

Обработка по предлагаемому способу включала закалку от 900 С в воде, о отпуск при 315 С в течение 1 ч и о старение при 120 С в течение 12 ч в о магнитном поле напряженностью 1,5 кЭ (119 кА/м), как описано в примере 1;

Пример 4. Проводили термическую обработку по предлагаемому и известному способам образцов сплава 36Н, содержащего, %: никель 35,8, углерод 0,26, кремний 0,20, марганец 0,45, сера 0,05, фосфор 0,001, железо остальное.

Обработка по предлагаемому способу включала закалку от 910 С в воде, о отпуск при 315 С в течение 1 ч и о старение при 120 С в течение 12 ч s о магнитном поле напряженностью 1,5 кЭ (119 кА/м), как описано в примере

Значения температурного коэффи, циента линейного расширения образцов сплава 36Н, обработанных предлагаемым и известным способами по примерам 1 — 4, приведены в таблице.

Средний температурный коэффициент линейного расширения в способе, М 10 град

Содержание углерода, %

Предла- Известный гаемый т

1,64 0,965

0,03 0 95

0,09 1,07

1,85

1,34

0,17

2,07

2,15

0,26

Как видно из таблицы, образцы инварного сплава 36Н, обработанные предлагаемым способом, имеют более низкий температурный коэффициент линейного расширения, чем в известном способе, что обеспечивает более высокую прецизионность изделий из сплава.

30 Использование предлагаемого способа термомагнитной обработки инварного сплава по сравнению с известными обеспечивает следующие преимущества: снижение температурного коэффициента линейного расширения в инваре, содержащем до 0,05% углерода; получение оптимального температурного коэффициента линейного рас" ширения (до 1,5>10 град ) в инва40 рах с содержанием углерода 0,05-0,2%, что дает возможность использования инвара с повышенным содержанием углерода в качестве материала с низким температурным коэффициентом ли45 нейного расширения; сокращение времени (в 5 раэ), затрачиваемого на обработку инварного сплава; возможность использования менее чистых по содержанию углерода шихтовых матери50 алов при выплавку прецизионного инварного сплава.