Сплав на основе хрома

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к конструкционным сплавам на основе хрома, применяемым в изготовлении стекла. Сплав содержит следующие компоненты, мас. %: железо 5 - 20; молибден 5 - 40; титан 0,1 - 1; цирконий 0,1 - 1; иттрий 0,05 - 0,5; азот 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 плавильно-формующего оборудования в стекловаренной промышленности.

Известны сплавы на основе хрома, содержащие, мас. молибден 29-31; титан 1,5-3,0; бор 0,5-1,7; хром остальное (авт. св. СССР N 424444, 1967); железо 6-36; алюминий 5-10; бор 0,5-1,2; хром остальное (авт.св. N 424442, 1967); молибден 20-40; лантан 0,2-0,45; хром остальное (авт.св. N 585788, 1876); молибден 30-35; кремний до 3; алюминий до 5; титан до 0,5; кальций до 0,3; мышьяк до 0,08; мишметалл до 0,15; хром 45-70 (патент США N 3030206, 1962).

Эта группа сплавов отличается стойкостью к воздействию агрессивных сред, например расплава олова, однако абразивный износ в условиях производства непрерывных нитей из стекла и базальта является серьезным недостатком.

Наиболее близким по составу к предлагаемому изобретению является сплав (авт.св. N 417038, 1967) на основе хрома, который содержит следующие элементы, мас. Молибден 16,0-32,0 Цирконий 0,2-2,0 Хром Остальное Недостатком известного сплава, отличающегося высокой стойкостью к химическому воздействию агрессивной среды (например, расплава олова), является недостаточное сопротивление абразивному износу поверхностей, контактирующих с расплавом стекла или базальта в условиях температурного воздействия стекломассы.

Технической задачей является повышение стойкости к абразивному и температурному воздействию расплава стекломассы.

Техническая задача была решена следующим образом. В сплав на основе хрома, содержащий молибден и цирконий, дополнительно введены иттрий, титан, азот, кислород, железо при следующем соотношении компонентов: Титан 0,1-1,0 Цирконий 0,1-1,0 Иттрий 0,05-0,5 Азот 0,05-0,5 Кислород 0,05-0,5 Железо 5,0-20,0 Молибден 5,0-40,0 Хром Остальное Оптимальное сочетание упрочнения твердого раствора с дисперсионным упрочнением и повышением жаростойкости позволяет существенно повысить жаростойкость, жаропрочность и высокотемпературную твердость материала и обеспечить стабильность этих свойств в условиях длительной эксплуатации, существенно снизив разупрочнение сплава и абразивный износ при пропускании стекломассы.

Введение легирующих элементов в количествах ниже минимального содержания не обеспечивает желаемого эффекта. Превышение содержания легирующих элементов по сравнению с максимальным заявленным значением нежелательно, так как может вызвать появление охрупчивающих интерметаллидных фаз, характерных для системы хром-железо-молибден, а также выделение фазы внедрения по границам зерен, что в конечном счете снижает надежность сплава при эксплуатации.

П р и м е р. Заявляемый сплав получен методом металлургии гранул по следующей схеме: вакуумная дуговая выплавка электрода для распыления, центробежное распыление, компактирование гранул, спекание гранул в газостате, затем экструзия заготовок на прутки диаметром 60-100 мм. Сплав-прототип выплавлен в вакуумной дуговой печи. Металл был подвергнут термической обработке при температуре 1000^оС в течение 1 ч для снятия внутренних напряжений и достижения однородности структуры. Контрольные испытания свойств материала проведены на стандартных образцах стандартными методами.

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 интенсивность изнашивания на 2 порядка (перейти от механизма пластического оттестения к механизму упругого оттеснения) при прохождении стекломассы через отверстия фильер, в 1,2-1,4 раза повысить твердость, почти вдвое снизить скорость окисления и минимум в 10 раз увеличить время до разрушения.

Формула изобретения

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

Железо 5 20 Молибден 5 40 Титан 0,1 1,0 Цирконий 0,1 1,0 Иттрий 0,05 0,5 Азот 0,05 0,5 Кислород 0,05 0,5
Хром Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1