Сплав на основе кобальта
« - ®K ÇÍë
-41 ° ии4 фт, и(и
Союз Советскии
Социаписти чески и
Респубпик (11)52 9250 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 20.03.75 (21) 2115138!Ol е присое(иненпем заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.09.76.1 юллетень N 85 (45) Дата or,óáëèêoâÿíèÿ описания 29.11.76 ()1) М. Ел.-
С 22 С 1(-)/07
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытий (. ))3) У J.1К ()(.) О. 2 I () (78.1 2 1 263() 71
701 25 018
82 1 (О88.8) (72) Авторь( изобретения
С. Ь. Масленков, fI. H. Зимина, Е. А, Никандрова, В. В, Шт(хунов и B. М. Лобанов
Нентральный ордена Трудового Красного Знамени (71) Заявитель научно-исследовательский институт черной металлургии имени И. П. Бардина (54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ KOEAJIbTA
Изобретение относится к области метал. литургии, в частности к изысканию высоко(Прочного сплава на основе кобальта, и может использоваться для изготовления дета(лей любой конфигурации, от которых требу(ется наличие высокой прочности и удовлетворительной пластичности.
Известен сплав на основе кобальта сле,дуюшего химического состава, вес. %;
Вольфрам 45,0
Кобальт 1 0-20
Никель Остальное (1) °
Высокая прочность этого сплава (200 кг/мм ) достига ется за счет применения холодной пластической деформации, что явля(ется технологически неудобным методом, 1 ак как ограничивает форму изделий, произ водимых иэ этого сплава. Кроме того, сплав и состоянии наклепа не может подвергатьсе( сварке, так как при этом он теряет высокие 20
1трочностные свойства:
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сушности является ..плав на основе кобальта, следуюшего хими.ческого состава, вес. % : 25
Вольфрам 10, 0-25, О
Углерод О, 1-1,0
Никель 1,0-10,0 цирконий 0,25 0,5
Титан 0,5-1,0
Железо 1,0-10, 0
Кобальт Остальное (2 а. Однако известный сплав имеет низкую пластичность из-за наличия в сплаве интер(,металлидной фазы Ы(Т(. g - фазы и фазы
Йавеса. Присутствие в сплаве титана эна ительно снижает удельный вес, что непритемлемо для материала деталей спецназначе
;ния.
Цель изобретения - получение высокот(рочных деталей слоткной формы, в том чис ре и методом сварки.
Это доступ ается путем создания сплава, обладаюшего высокими прочностными и пла
1 стическими свойствами, которые могут быт, ь
1 ьостигнуты обработкой, исключаюшей холод(.
Ную пластическую деформацию, а именно с ! томошью термической обработки.
LIem, достигается тем, что сплав, содер. жаший вольфрам, углерод, никель и цирконий, I
529250 дополнительно содержит марганец, иттрий и р;ип или более элементов, выбранных из
2 руппы, содержащей редкоземельные метал-
Пы при следующем соотношении компонентов, ( вес.
Вольфрам 20, 0-30, О
Углерод 0,05-0,7
Никель О, 1-8,0
Цирконий 0,01-0,5
Марганец О, 1-2,5
Иттрий О, О 1-0,8
Один или более элементов, выбранных из группы редкозеТаблица 1
Химический состав > вес. % плаW
Со е Се вок
0,02
2,0 0,12 0,001
2,1 0,09 001
1,5
3430 О, 14 ост
0,2
1,4
0,25
0,43
3429
3428
246 25 О 18 002
25,2 2,2 0,40 0,02
0,02
0,03
1,4
3427 0,44 0,9
0,1
0,01
246 0 1 050
24,8 3,5 О, 13
0,02
0001
0,01
0,1 ост.
0,02
24,7 4,5 0,21 0,01
24,7 4,5 0,17 0,03
21,2 4,7 О 46 0,2
247 43 020 001
250 02 020 005
202 7 9 020 001
0,1
0,02
0,1 ост.
0,04
0,1
0,02 ост.
0,5
0,1
0,01 0,1
0,25
1909
0,01 0,5
1-5968 О, 1 1,5 ост.
Свойства вариантов предлагаемого сплава
Таблица 2
Предел прочности, 2 кг/мм
Ю В Э
Предел текучести, 2 кг/мм
О фносительное удлинещф, %
Относительное сужение, %
¹ плавок
171
3430
201
1,5
3,0
3429
160
139
3,0
5,0 172
3428
145
4,0
4,7
3427
А-967
154
130
5,0
4,0
160
2,0
3,0
А-967 0,50
А-968 0,48
А-96 9 0,48
А-970 0,49
А-97 1 0,5 1
А-972 0,60
° Ю
В мельных металлов О, О 1-0, 5
Кобальт Остальное
Е3 качестве редкоземельных металлов использованы лантан, празеодим, неодим и
5 перин
Предлагаемый сплав изготавливается плавкой в открытых индукционных печах.
Вес плавок 60 кг, вес слитков 18-20 кг.
Слитки ковали или подвергали горячей экю струзии после нагрева до 1200-1280 С о на сортовой металл.
Варианты выполнения сплава на кобаль товой основе и свойства приведены в табл;
1 и 2.
° » Ю ° Я Ю
529250! 1 )Одолж . пис табл.
А-968
170
157
4,4
3 9
А-96 9
165
150
2,0
3,5
:1 70
А 970
А-972
1909
157
3,0
160
133
1,3
9,5
140
166
9,0
5,0
Из таблиц видно, что в сплавах с высоким содержанием углерода достигается высокая прочность, порядка 160-172 кг/MM.
2 за счет превалируюшего действия упрочняк 1 ших карбидных фаз. Наибольшей прочностьф обладает сплав (пл. 3430) с несколько пониженным содерл анием углерода, где прочность достигается за счет интерметал
:лидного упрочнения фазой Со W . о
После закалки с температуры 1150 С
Таблица 3
Оценка в баллах
Замечания при ковке
М. плавок
На ребрах и гранях прутков рванины
3430 0,001
На ребрах прутков надрывы
Небольшие надрывы на ребрах
3429 0,01
3428 0,02
А-970 0,03
Единичные мелкие надрывы на ребрах
Единичные мелкие надрывы на ребрах
1909 0,05
0,02 Поверхность без дефектов
A-972 0,01
Поверхность без дефектов
0,5
0,01
5968
Цирконий 0,01-0,5
Марганец О, 1-2,5
Иттрии 0,01-0,8
50 Один или более элементов, выбранных из группы, содержашей редкоземельные металлы 0,0 1-0,5
Кобальт . . Остальное
55- Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Патент ClllA Ме 3355286, М. кл.
75-170, 23,.11.67.
2. Патент CILIA hh 3762918, M. кл. бО 75-170з 26.01.72.
Формула изобретения
Сплав на основе кобальта, содержаший вольфрам, углерод, никель и цирконий, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения прочности, пластичности, .он до
1 ,полнительно содержит марганец, иттрий и один или более элементов, выбранных из группы содержашей редкоземельные метал I лы при следуюшем соотношении компонентов, вес. %:
Волн рам 20, 0-30, 0
Углерод 0,05-0,7
Никель О, 1-8,0
,с охлаждением на воздухе сплав имеет не)5 высокую твердость 25-32HRC, благодаря чему он легко обрабатывается режушим инструментом.
20 для получения максимальной прочности закаленные изделия подвергаются старению при 600-650 С с выдержкой 90-50 час.
Влияние иттрия и РЗМ на деформируемость сплава дано в табл. 3.
