Способ обработки сплавов на основе ниобия

 

Сеоз Соеетскнх

Соцнаектнческнх

Респубпнк (11) 606896 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.10.76 (21) 2413531/22-02 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

С 22 F 1/18

ГесуааретаехыВ каатет

Вваата Маиктаае CCN в,аман аебрещай

В Фтм1вкпй (23) Приоритет—

/ (43) Опубликовано 1S.OS.78. Бюллетень № 18 (53) УДК

621.785.53 (088.8) (45) Дата опубликования описания 25.04.78

Ю. А. Душин, Л. И. Емельянова, Т, С. Карнович н В. M. Бурмакин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ

НИОБИЯ ц =це

Изобретение относится к способам обработкй сплавов на основе тугоплавких металлов, а именно на основе ннобия, используемых в энергетическом машиностроении, авиационной и космической технике, приборостроении и ь других отраслях промышленности, использующих тугоплавкие металлы.

Известны способы обработки этих сплавов, включающие объемное или поверхностное легирование, которые позволяют изменять их физикомеханические характеристики (1) .

Наиболее близким к предлагаемому способу по операциям является способ обработки тугоплав. ких металлов, включающий нагартовку металла, внутреннее окисление при температуре 600 — 900 С и двукратньй отжиг при 900 — 1200 и 1200 — 1300 С

Р1.

Обработка известным способом позволяет повысить прочность металла, получить однородные стабильные свойства по всему сечению изделия.

При этом неизбежно снижается пластичность ме-r талла.

Однако многие детали работают под воздейст. вием изгибающих или крутящих усилий. Для обес печения надежной работы таких деталей необходи.

- мо иметь переменные по сечению свойства (высокую прочность в поверхностных слоях и высокую пластичность в сердцевине) . ,Пдя повышения пластичности сердцевины иэ, делий предлагаемым способом отжиг проводят при 1400 — 1700 С в течение 1 — 2 ч.

Операция выравнивающего отжига при температуре 900 — 1200 С исключается.

Сущность предлагаемого способа заключается

0 в следующем.

Сначала сплав нагартовывают для получения ячеистой структуры. Затем диффузионным методом вводят в материал кислород при 600 — 900 С в течение определенного времени, рассчитанного

15 в зависимости от заданного распределения механических свойств по сечению изделия.

1Ьлее сплав отжигают при 1400 — 1700 С в течение 1 — 2 ч для быстрого образования упрочняницей фазы, исключающей возможность перераспре 0 деления кислорода по сечению.

В обработанных таким образом деталях предел прочности Gg и относительное удлинение 6 меняются по глубине следующим образом:

606896

Ха1жктернстики режима и свойства. материала после обработки

По предлагаемому

" способу

По известному способу

Продолхвгтельность ясислеиия при 800 С, ч

Продолжительность выравнивающего отжита при 1100 С, ч

Продолжительность заключительного отжига, ч цри 1250 С

0 при 1550 С

1,5

Предел прочности, кгс/ммз: на поверхности

105

114

33 в сердцевине в промежуточном слов

Огйоснтельное удвпвние,%: на поверхности

13

29 в сердцевине в промежуточном слое

25

Ударная вязкость балки, Ак, кгсм/сма

П р н м е ч а н и я: 1. Предлагаемым н известным способами обрабатывали1 нагартованный материал с суммарной степенью деформации 85%.

2. Укаэанные в таблице свойства при обработке предлагаемым спосоо бом были получены также при температуре заключительного отжнга 1400 С, выдержке 2 ч н при 1700 С;выдержке 1 ч.

Здесь 6 е,У„- прочность и удлинение сплава в исходном рекристаллизованном состоянии, 6 „,„к — максимальные значения прочности и пластичности сплава, которые могут быль тт,ак- о т...в

0 S1+ 0,46 СОЗ 2 и f b хр (9,8Ыуи/ьа ) . где Q — толщина стенки детали, pÐ расстояние от центра стенки, Ь вЂ” козффипнент диффузии кислорода

10 в ниобии, О 4 ° 10 з ехр (-12700/t) ем /с, t t — продолжительность и температура (С) внутреннего окисления. 1S

Параметры окисления Ф, t подбираются таким образом, чтобы обеспечить распределение ме; ханических свойств по сечению, которое близко к заданному. Прн этом должно быть выполнено условие 0,025 (Dt /Ь < 0,125. Дня наиболее распространенного случая, когда необходимо иметь плавный переход от состояния материала с ьвксиьальным упрочнением в поверхностном слое к состоянию с максимальной пластичностью в сердце-. вине, из приведенных соотношений следует: С = 3,610 b exp — —— где 1 — продолжительность окисления:, ч, . — .температура окисления, С, Ь вЂ” толщина стенки детали, мм.

Предлагаемым и известным способом были обработаны прутки сечением 10х10 мм из сплава марки СБ1, содержащего, вес%: Zr 1,1, Та 0,4, и р ост. Результаты приведены в таблице.

606896

Составитель P. Клыкова

Техред М.Келемеш

Корректор А. Гриценко

Редактор И. Марголис

Заказ 2540/19 Тираж 772 Подписное

1IHHH1IH Государственного комитета Совета Министров СССР, по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иао„д. 4/5!

Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

За счет сохранения пластичности сердцевины ударная вязкость сплава, обработанного предлагаемым способом, увеличилась более, чем в три раза. Важно также, что общая продолжительность обработки сократилась в 1,8 раза, 5

Ожидаемый технико-экономический эффект, который может бьггь получен при использовании предлагаемого способа обработки, выразится в повышении надежности и снижении весогабаритных показателей изделий из сплавов на основе ниобия, а также в существенном сокращении продолжитель- ности обработки.

Формула изобретения

Способ обработки сплавов на основе ниобия, вклю ающий нагартовку, внутреннее окисление при

600 — 900 С и последуаяций отжиг, о т л и ч а м. шийся тем, что, с целью повышения пластичности сердцевины изделий, отжиг проводят при

1400 — 1700 С в течение 1 — 2 часов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Прогрессивные методы термической и химико-термической обработки, M., Mашинoстpоение", 1972, с. 135.

2. Авторское свидетельство СССР И 505746, кл. С 22 F 3 00, 1976.