Сплав на основе хрома

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам на основе хрома, применяемым в изготовлении стекла. Сплав содержит следующие компоненты, мас. %: титан 0,1 - 1,0; ванадий 0,1 - 1,0; цирконий 0,1 - 1,0; азот 0,05 - 0,5; иттрий 0,1 - 1,0; марганец 0,05 - 0,5; кислород 0,05 - 0,5; хром остальное. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам на основе хрома, применяемым для производства изделий для стекловаренной промышленности.

Известны сплавы на основе хрома, содержащие, мас. титан 0,1-0,15; ванадий 0,1-0,35; иттрий 0,3-1,0; хром остальное (авт. св. СССР N 340711, 1963); титан 0,1-2,0; цирконий 1,7-5,0; ванадий 0,2-2,0; иттрий 0,5-3,0; бор 0,03-0,1; азот 0,2-0,5; кальций 0,1-0,5; хром остальное (авт. св. СССР N 440910, 1972).

Недостатками сплавов этой группы являются недостаточная формоустойчивость и деформация в тонких сечениях элементов при пропускании электрического тока при температурах варки стекла (1300-1700^оС).

Наиболее близким по составу к предлагаемому изобретению является взятый за прототип сплав (авт.св. N 415327) на основе хрома, который содержит следующие элементы, мас. Титан 0,15-8,0 Ванадий 0,50-5,0 Азот 0,03-0,5 Бор 0,05-1,0 Цирконий 0,05-0,25 Хром Остальное Недостатком известного сплава является деформация изготовленной из него конструкции в тонких сечениях в условиях пропускания электрического тока при изготовлении продукции стекловаренной промышленности.

Технической задачей является повышение сопротивления сплава разупрочнению в тонких сечениях в условиях одновременного воздействия высоких температур, агрессивных сред и электрического тока.

Техническая задача была решена следующим образом: в сплав на основе хрома, содержащий титан, ванадий, цирконий, азот, дополнительно введены иттрий, марганец и кислород при следующем соотношении компонентов, мас. Титан 0,1-1,0 Ванадий 0,1-1,0 Цирконий 0,1-1,0 Азот 0,05-0,5 Иттрий 0,1-1,0 Марганец 0,05-0,5 Кислород 0,05-0,5 Хром Остальное Повышение жаростойкости, дисперсионное упрочнение частицами оксинитридов, более дисперсных, чем окислы, и более термодинамически стабильных при высоких температурах, чем нитриды, а также повышение омического сопротивления, изменяющего схему прохождения электрического тока через плавильно-формующее устройство, способствовали повышению стойкости оборудования и увеличению срока эксплуатации.

Введение легирующих элементов в количествах ниже минимального содержания не обеспечивает требуемые параметры. Превышение содержания легирующих элементов по сравнению с заявленным нежелательно, поскольку может вызвать появление избыточных фаз по границам зерен, охрупчивающих материал и снижающих его надежность в условиях эксплуатации.

П р и м е р Заявляемый сплав и сплав-прототип выплавлены в вакуумной дуговой печи под атмосферой инертного газа. Из слитков методом экструзии при 1300^оС изготовлены прутки диаметром 30-60 мм и длиной не менее 400 мм. Металл был подвергнут термической обработке в вакууме при температуре 1000^оС в течение 30 мин для снятия внутренних напряжений. Из отожженных прутков изготовлены образцы для измерения электросопротивления, определения жаростойкости и жаропрочности материала. Все контрольные испытания проводились по стандартным методикам.

Химический состав заявляемого сплава и сплава-прототипа представлен в табл.1, а результаты испытаний образцов приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, использование предлагаемого сплава по сравнению с известным позволяет уменьшить скорость окисления почти вдвое, почти на 50% повысить электросопротивление, в 1,6-1,8 увеличить предел прочности при 1300^оС и минимум втрое продлить время до разрушения.

Формула изобретения

Сплав на основе хрома, содержащий титан, ванадий, цирконий и азот, отличающийся тем, что он дополнительно содержит иттрий, марганец и кислород при следующем соотношении компонентов, мас.

Титан 0,1 1,0 Ванадий 0,1 1,0 Цирконий 0,1 1,0 Азот 0,05 0,5 Иттрий 0,1 1,0 Марганец 0,05 0,5 Кислород 0,05 0,5
Хром Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1