Дисперсионно-твердеющий сплав на основе железа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»697599 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 1 40977(21 ) 252 7707/22-02 (51)М. Кл.2

С 22 С 38/54 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК 669. 15 24

26 295 71 25 293 ) 781 794 854 782 ( 74 -194 (088. 8) Опубликовано 15.1179. Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 20.1179 (72) Авторы А.Л. Нпицберг, B.À. Борисов, Г.А. Бикина, изобретения К.К. Чуприн, в.я. ганчо и в.д. Харитонов (71) Заявитель (54) ДИСПЕРСИОНИО-ТВЕРЦЕЮЩИЙ СПЛАВ

НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к немагнитным коррозионно-стойким дисперсионнотвердеющим сплавам и предназначается для изготовления прецизионных сильфонов и упругих чувствительных элемен5 тов (УЧЭ) сложной геометрической фор-" мы с рабочей температурой до 400 С и высокими упруго-прочностными характеристиками.

1О

Для изготовления металлических сильфонов, имеющих наиболее сложную конфигурацию из всех существующих типов упругих чувствительных элементов, требуются листовые материалы сплавов, обладающне высокими значениями относительно удлинения (Й"Ъ 30%) в мягком (закаленном) состоянии и высокими упруго-прочностными свойствами после термической и термомеха.нической обработок.

Б настоящее время известен единственный дисперсионно-твердеющий сплав на железной основе марки 36НХТЮ (ЭИ702), широко применяемый для изготовления прецизионных сильфонов (1).

Химический состав сплава отвечает следующим соотношениям компонентов, вес.Ъ:

Никель 35,0-37,0

Хром 11,5-13,0

Титан 2,7-3,2

Алюминий 0,9-1,2

Кремний 0,3-0,7

Марганец 0,8-1,2

Углерод менее 0 05

Сера Менее 0,02

Фосфор Менее 0,02

Железо остальное

Механические свойства холоднокатаной ленты из известного сплава толщиной 0,3-0,6 мм, определенные на термически обработанных образцах, должны соответствовать следующим данным, приведенным в табл. 1.

697599

Таблицаl

B s не менее

Состояние материала

Рекомендуемые режимы термической обработки кгс

В| мм2 не менее

Мя гкое (з акаленное)

< 75

120

Т а б л и ц а 2

36,2

35 0

11,5

37,0

36,6 Никель

Хром

Титан

Алюминий

Кобальт

Ниобий

13,0

l2,7

12,О

2,7

2,9

3,2

3,0

0,9

1,2

1,0

0 5

4,5

3 9

0,8

3,5

0 05

2,6

0,0001

0,0001

0i0001

0,О3

0,30

0,19

Вор

0,6

Иттрий

Лантан

0,6

Упр очне нное (з ак алка с последующим дисперсионным твердением) Недостатком сплава является невысокая температура эксплуатации (250 C) .и сравнительно низкие упруго-прочностные свойства.

Цель изобретения — создание сплава с повышенной температурой эксплуа- 20 тации до 400 С и на 20-25Ъ более высокими упруго -прочностными характеристиками, Цель достигается за счет дополнительного легирования сплава кобальтом, ниобием, бором, иттрием и лантаном при следУющем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод 0,01-0 05

Никель 35,0-37,0

Хром 11,5-13,0

Титан 2,7-3,2

Алюминий 0,9-1,2

Кремний 0,2 -О,б

Марганец 0,3 -0,7

Кобальт 0,5 -4,5

Ниобий (),5 -3,5

Бор 0,0001-0,05

Иттрий 0,0001-0,6

Лантан 0,0001-0 6

Железо Остальное 40

Сплав может содержать примеси, вес.Ъ:

Сера 0,001-0,02

Фосфор 0,001-0,02

Для обеспечения требуемых техноло- 45 гических свойств предлагаемого спла> 3 О Закалка с 9 70 410 С, охлаждение в воде

Закалка с 920-950 С в воде; дисперсионное твердение при б 650-670 С, выдержка 2-4 ч ва сумма кобальта и ниобия должна быть(7,5, сумма иттрия и лантана (0,6.

Предлагаемый сплав подвергается следующей обработке: а) закалке с 970-1000 С, охлаждение в воде; б) закалке и дисперсионному твердению при 700-750 С, выдержка 2 ч; в) закалке 15-20% нагартовки и дисперсионному твердению, выдержка

1,5-2 ч.

Механические свойства холоднокатаной ленты толщиной 0,3-0,6 мм из. предлагаемого сплава после термической и термомеханической обп боток следующие (при 20 C): а) После закалки

80-90 кгс/мм

О= 32-40%, HRB = 900-100. б) После закалки и дисперсионного твердения б = 150-156 кгс/мм2

7-10%, HRC = 42-46. в) После закалки 15-20% нагартовки и дисперсионного твердения

З= 160-165 кгс/мм, 6= 3-5 Ъ, HRC = 47-50 °

Предлагаемый сплав опробован на базе трех опытных плавок, выплавленных в вакуумно-индукционной печи, состав которых дан в табл. 2. б 97599

Продолжение табл. 2

Известный с ллав

0,2 0 5 0,6 0,4

0,8 1,0 1,2 1,1

Кремний

Мар ган ец

0,05 0,04

0,01 0,03

0,01 0,016 0,02 0,019

0,015

0,015 0,02

0,01

Остальное

Ост альное

Осталь- Остальное ное

ТаблицаЗ

Минимальные механические свойства в состоянии после:

Сплавы закалки и дисперсионного твердения э ак алки в — „„ д 8 /o HRC к с

20 С

4000С

20 С

20 С

400 С

Известный 75 30 80 120 б 36 106 8 — 133 10 38 118 9 Предлагаемый

1 плавка

80 32 90 150 7 42 140 8 — 160 8 47 151 б

87 37 96 153 8 44 146 9 — 163 9 49 152 5

2 плавка

90 42 100 156 10 . 46 151 8 - 165 10 50 159 б

3 плавка

П р и м е ч а н и е: Испытания проведены на ленточном материале толщиной

0,3 мм о

+) Свойства сплава при рабочей температуре 250 С

> +) Свойства известной стали с нагартовкой ЗОЪ, предлагаемой — 15% .

Таким образом, температура эксплуатации повысилась на

125 — 150 С, а упругопрочностные свойства в рабочем сос- > тоянии повысились на 20-25% ло сравнению с известным

l сплавом. род, никель, хром, титан, алюминий, кремний, марганец и железо, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения упругопрочностных свойств формула изобретения

1. Дисперсионно-твердеющий сплав на основе железа, содержащий углеУглерод

Сера

Фосфор

Железо

Теплопрочность предлагаемого сплава до 400 С подтверждается испытанием на растяжение при комнатной и повышенных температурах холоднокатаной ленты толщиной 0,3 мм.

Механические свойства при растяжении известного и предлагаемого сплав ов при к омн атн ой и повышенных температурах представлены в табл ° 3. термомеханической обработки по схеме: э акал к а, нагартовка 15%, дисперсионное твердение

697599

Составитель Л. Суязова

Редактор С. Лыжова Техред О.Андрейко Корректор М .Шароши

Заказ 6544/8 Тираж 727 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 при температуре до 400 С, он дополнительно содержит кобальт, ниобий, бор, иттрий и лантан при следующем соотношении компонентов.. вес.%:

Углерод 0,01-0,05

Никель 35,0-37,0

Хром 11,5-13,0

Титан 2,7-3,2

Алюминий 0,9-1,2

Кремний 0,2-0,6

Марганец 0,3-0,7

Кобальт 0,5-4,5

Ниобий 0,5-3,5

Бор 0 0001-0 05

Иттрий 0,0001-0,6

Лантан 0,0001-0,6

Железо Остальное

2. Сплав по п. 1, о т л и ч а ю5 шийся тем, что сумма кобальта и ниобия должна быть < 7,5.

3. Сплав по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что сумма иттрия и . лантана должна быть (0,6.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сталь ЭИ 702, ГОСТ 10994-74.