Способ обработки сплава

Авторы патента:

C22F3 - Изменение физической структуры цветных металлов или их сплавов особыми физическими способами, например обработкой нейтронами

Владельцы патента RU 2379372:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для обработки двухфазных сплавов на основе оксидов. Сплав Bi₂O₃ - CdO подключают к отрицательному полюсу источника высокого напряжения с постоянной полярностью для увеличения микротвердости сплава или к положительному полюсу упомянутого источника для уменьшения микротвердости сплава и осуществляют нагрев и выдержку сплава в заданном температурном режиме. После выдержки сплав подвергают резкому охлаждению без отключения от источника высокого напряжения. Обеспечивается возможность изменять механические свойства сплава в желаемом направлении. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии сплавов и предназначено для обработки двухфазных сплавов на основе оксидов.

Известен способ [Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и металловедение. М.: Металлургия, 1973. - 495 с.], в котором свойства двухфазного сплава изменяют за счет изменения состава фаз и изменения структуры кристалликов фаз, которые достигаются введением дополнительной (новой) примеси, термического и термомагнитного отжига и (или) закалки. Однако эти способы не позволяют воздействовать на растворимость электрически активных примесей.

Наиболее близким по технической сущности является способ обработки сплавов металлических деталей, который заключается в нагревании деталей до температуры выше комнатной и регулируемом охлаждении. До начала охлаждения деталь подключают к одному полюсу источника высокого напряжения с постоянной полярностью. Полярность и длительность подключения напряжения выбирают в зависимости от химического состава детали и требуемых физических свойств (Заявка ФРГ №1558776, НКИ С22-3/02, 1972 г.).

Данный способ выбран в качестве прототипа изобретения.

Задачей предложенного способа является расширение диапазона свойств обрабатываемых материалов.

Достигается это тем, что в способе обработки сплава, включающий нагрев и охлаждение при подключении к одному из полюсов источника высокого напряжения с постоянной полярностью, согласно изобретению сплав подключают к одному из полюсов источника высокого напряжения на весь период нагревания и после выдержки сплава в заданном температурном режиме его подвергают резкому охлаждению без отключения от источника высокого напряжения.

Воздействие нагревания, например, на двухфазный сплав Вi₂O₃-СdO при подключении его к отрицательному полюсу источника высокого напряжения величиной 3000 В приводит к увеличению микротвердости на 32-37% по отношению к первоначальному значению, а при подключении к положительному полюсу источника высокого напряжения величиной 3000 В - к уменьшению микротвердости на 4% по отношению к первоначальному значению. При сравнении изменений микротвердости сплава, подвергшегося нагреванию с подключением к источнику высокого напряжения, и без подключения, установлено, что данное изменение составляет при продолжительности процесса 3 часа - 30% в сторону уменьшения микротвердости, если образец был подключен к положительному полюсу источника, и 11% в сторону увеличения микротвердости при подключении образца к отрицательному полюсу источника высокого напряжения.

Известно, что при нагреве сплавов происходит изменение взаимной растворимости компонентов сплава друг в друге и при этом наблюдается изменение различных свойств исследуемых сплавов.

В предложенном способе обработки сплава происходит изменение взаимной растворимости его компонентов, но создание определенного вида носителей заряда за счет подаваемого на сплав высокого напряжения определенной полярности приводит к более сильному изменению взаимной растворимости и вследствие этого, к более заметному изменению микротвердости сплава, чем при нагреве в отсутствии электрического потенциала.

Таким образом, подключение сплава к определенному источнику высокого напряжения на всем протяжении нагрева и закалки является новым и существенным признаком, который в аналогах не обнаружен, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень».

Пример реализации способа.

Образец двухфазного сплава Вi₂O₃-СdO с содержанием 17 моль.% CdO помещают в ячейку, изготовленную на подобии цилиндрического конденсатора. Исследуемый образец является внутренней обкладкой цилидрического конденсатора. Ячейка помещается в нагревательную печь и вакуумируется. Образец подключается к отрицательному полюсу источника высокого напряжения, если требуется увеличить микротвердость сплава, и к положительному полюсу, если необходимо уменьшить микротвердость сплава. Образец нагревают от комнатной температуры до 873±5К и выдерживают при этой температуре в течение 3 часов. При дальнейшем увеличении времени нагревания практического изменения микротвердости не наблюдается. После нагревания вакуумированная ячейка с образцом подвергается резкому охлаждению на воздухе до комнатной температуры без отключения от источника высокого напряжения. Изменение микротвердости двухфазного сплава до проведения процесса и после него осуществляется на микротвердомере ПМТ-3 при комнатной температуре.

Зависимость микротвердости Нµ от, U - напряжения, τ - времени процесса двухфазного сплава Вi₂O₃-СdO под электрическим потенциалом, при температуре 873К отражено в таблице.

U, кВ	τ - время нагрева, мин
0	30	60	180
0	260	310	330	325
-3	260	320	335	360
+3	240	270	280	230

Предложенный способ обработки сплава (по сравнению с прототипом - способ предложен только для металлических деталей) при одновременном его подключении к определенному полюсу источника высокого напряжения дает возможность изменять механические свойства в желаемом направлении.

Способ обработки двухфазного сплава на основе оксидов Bi₂O₃ - CdO, характеризующийся тем, что сплав подключают к отрицательному полюсу источника высокого напряжения с постоянной полярностью для увеличения микротвердости сплава или к положительному полюсу упомянутого источника для уменьшения микротвердости сплава и осуществляют нагрев и выдержку сплава в заданном температурном режиме, а после выдержки сплав подвергают резкому охлаждению без отключения от источника высокого напряжения.

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к способам радиационной модификации листового проката из алюминиевых сплавов, и предназначено для устранения нагартовки (наклепа), снятия внутренних напряжений и улучшения структуры в процессе его получения.

Способ обработки жидкой меди наносекундными электромагнитными импульсами (нэми) для повышения ее жаро- и коррозионностойкости // 2355511

Изобретение относится к области литейного производства. .

Способ обработки жидких алюминия и силумина наносекундными электромагнитными импульсами (нэми) для повышения их теплопроводности // 2347643

Изобретение относится к металлургии. .

Способ обработки расплавов сплавов // 2344900

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам обработки расплавов сплавов различных материалов. .

Способ приготовления лигатуры алюминий - тугоплавкий металл для выплавки литейных алюминиевых сплавов // 2323990

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при приготовлении лигатур алюминий - тугоплавкие металлы для выплавки литейных алюминиевых сплавов и получении из них точных отливок.

Способ обработки расплава меди и ее сплавов наносекундными электромагнитными импульсами нэми для повышения их теплопроводности // 2287605

Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано для получения отливок, требующих высокой теплопроводности. .

Способ модификации поверхности // 2265075

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам обработки поверхностей токопроводящих материалов. .

Материал с эффектом памяти формы // 2259415

Изобретение относится к материалам с эффектом памяти формы с модифицированной поверхностью, которые могут быть использованы в качестве имплантатов в медицине, в качестве температурных датчиков, термочувствительных и исполнительных элементов и конструкций в приборостроении, радиотехнике.

Способ термической обработки изделия или заготовки из двухфазных титановых сплавов // 2255137

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термоакустической обработке изделий или заготовок из двухфазных титановых сплавов. .

Способ радиационной обработки изделий из карбидосталей // 2242328

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам радиационной модификации изделий из карбидосталей. .

Способ формирования нанокристаллического поверхностного слоя в материале изделий из металлических сплавов // 2385968

Изобретение относится к области получения нанокристаллических материалов, в частности к получению нанокристаллических поверхностных слоев на изделиях из металлических материалов, и может быть использовано для обработки лопаток газовых и паровых турбин

Способ направленного затвердевания залитого в форму металла // 2392092

Изобретение относится к области литейного производства

Чушка из сплава и способ получения чушек // 2421297

Изобретение относится к области сплавов, а именно к способу получения чушек из сплава металлов, а также изобретение относится к чушке из сплава

Способ упрочняющей обработки аморфных сплавов на основе железа // 2422553

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии обработки материалов, и может быть использовано в технологических процессах упрочняющей обработки аморфных металлических сплавов различного назначения

Способ управления ползучестью алюминия марки а85 // 2433444

Изобретение относится к области обработки металлов и может быть использовано для регулирования ресурса работы изделий, изготавливаемых из алюминия марки А85 и эксплуатирующихся в условиях ползучести

Способ изменения микротвердости изделия из технически чистого алюминия // 2441941

Изобретение относится к обработке цветных металлов, а именно к изменению физико-механических свойств алюминия

Способ регулирования долговечности изделия из алюминия, работающего в условиях ползучести // 2502825

Изобретение относится к обработке алюминия, в частности к регулированию ресурса работы изделий, изготавливаемых из технически чистого алюминия и эксплуатирующихся в условиях ползучести, и может быть использовано в строительстве, производстве двигателей, автомобиле-, авиа- и судостроении, где наибольшее применение находит алюминий и сплавы на его основе. Способ включает измерение относительного изменения скорости ползучести изделия из алюминия, работающего в условиях ползучести, и ускорение или замедление процесса ползучести путем воздействия на изделие постоянным магнитным полем, при этом замедление проводят воздействием магнитным полем с индукцией 0,15-0,3 Тл, а ускорение - воздействием магнитным полем с индукцией 0,01-0,15 Тл. Изобретение позволяет управлять скоростью ползучести технически чистого алюминия в интервале от 55% до 54%, что позволяет изменить долговечность изделий из алюминия, работающих в условиях ползучести. 1 табл., 2 ил.

Способ получения лигатуры алюминий-титан-цирконий // 2518041

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам получения лигатур на основе алюминия, и может быть использовано при получении лигатуры алюминий-титан-цирконий, применяемой для модифицирования алюминиевых сплавов. Способ получения лигатуры алюминий-титан-цирконий включает плавление бинарных лигатурных сплавов алюминий-титан и алюминий-цирконий при поддержании отношения по массе титана к цирконию от 0,15 до 1,5, нагрев расплава до температуры на 160-300°С выше температуры ликвидуса, перемешивание расплава, воздействие на расплав низкочастотными колебаниями для равномерного распределения алюминидов не менее 1 минуты и проведение кристаллизации расплава со скоростью 103-104 град/с. Техническим результатом изобретения является повышение модифицирующей способности лигатуры за счет образования комплексных метастабильных алюминидов с решеткой, совпадающей с решеткой матрицы модифицируемых алюминиевых сплавов, и их равномерного распределения в сплаве лигатуры. 1 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл.

Способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых сплавов // 2525873

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к способам модификации изделий из твердых сплавов, применяемых для холодной и горячей механической обработки металлов и металлических сплавов, например, резанием. Твердосплавное изделие облучают быстрыми электронами при флюенсах, меньших 1·1012 эл/см2, и проводят стабилизирующий отжиг в интервале температур от 200 до 350 °С. Обеспечивается стабилизация механических характеристик. 5 ил.

Способ получения сплава с нарушенной структурой для аккумуляторов водорода. // 2529339

Изобретение относится к металлургической и электрохимической промышленности и может быть использовано при изготовлении сплавов для аккумуляторов водорода. На сплав в режиме кристаллизации и охлаждения подают постоянный ток с наложением на его несущую модулированного сигнала в виде импульсного переменного тока. Постоянный ток протекает по всему объему сплава, а переменный ток - по поверхности сплава. Методом модуляции сигнала переменного импульсного тока кристаллы сплава резко изменяют свою внутреннюю полярность при каждом изменении полярности импульсного тока. В начальный момент кристаллизации это приводит к разрушению нормального режима кристаллизации. Появляются многочисленные дефекты структуры кристаллов. Рост величины кристаллов сильно ограничивается, и создаются новые кристаллы с дефектной структурой. Дефекты структуры являются центрами проникновения атомов водорода при зарядке аккумуляторов водорода. Обеспечивается получение однородных по структуре дефектных кристаллов во всем объеме сплава.