Способ термической обработки изделий из карбидов тугоплавких металлов

 

I р

ОПИСЛНИВ

ИЗОБРЕтения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ к

Союз Советских

Социалистических

Республик

,.710790 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.02.78 (21)2583172/22-02 с присоединением заявки K (23)Приоритет

Опубликовано25.01.80. Бюллетень Рй 3 (51)М. Кд.

В 22 F 3/24

С 04 В 35/56

С 22 С 29/00

Йв3авретвннный квинтет

CCCP ав ленам нзюбретвннй н открытка (53) УДК 621, .762.8 (088,8) Дата опубликовайия описания 28,01.80 (72) Авторы изобретения

В, С. Егоров, А. Г. Лапин и С. А. Притчин (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ КАРБИДОВ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к изделиям, из» готовленным из хрупких матерйалов, например иэ карбидов тугоплавких металлов, и может быть использовано для

5 увеличения термостойкости высокотемпературных изделий, например в теплоэнергетике, ракетной технике, машиностроении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки керамических огнеупорных труб, при котором иэделие нагревают до температуры спекания, выдерживают при этой температуре, а затем охлажда. Г 3.

Недостаток способа заключается в том, что его невозможно использовать для изделий, циклически работающих при повышенных температурах.

Бель изобретения — повышение термостойкости изделий.

Указанная цель достигается тем, что изделия перед нагревом до температуры спекания подвергают предварительному нагреву до 300-350оС с последующим охлаждением в воде, а выдержку при температуре спеканпя проводят в тече ше

1-3 ч. При этом предварительный нагрев и нагрев до температуры спекания проводят многократно, причем при каждом последующем повторении температуру предварительного нагрева повышают на 20-30 С.

Сущность способа заключается в следующем.

Хрупким материалам присуща значительная неоднородность прочностных свойств, обусловленная наличием различных дефектов. В процессе тсрмопагруж ния путем резкого охлаждения ца рабочей поверхности возникают меднис. трещины, не выэывающи» цо. ного разрушения изделия на отдельные части, которые проходят по мосту напбоц о опасных дефектов, B процесс ст;.:цг,i

Материал стержней

Термостойкость исходных стержней С, м т/м

Температура нагрева при предварительном о термонагружении, С мат /м

350

300

8,5

350

5,7

ToC

8,9

350

320

300

7,5

8,2

320

5,3

7,5

300

4,5

Таблица 2 ь стержней, 350

370

400

11 5

3 71 трещины вместе с открывшимися дефектами залечиваются диффузионным путем.

При этом залечивани трещин приводит к восстановлению механической прочности, а нейтрализация дефектов — к повышению прочности и термостойкости.

Многократное повторение цикла "разрушение + отжиг " с постепенным увеличением уровня предварительного термонагружения позволяет нейтрализовать следующие по степени опасности дефекты и усилить эффект повышения термостойкости. Полученный эффект не зависит от температуры эксплуатации изделия и сохраняется при повторных нагревах. Кроме того, данный способ позволяет повышать термостойкость изделий самой различной конфигурации.

Пример . Изделия, изготовленные из карбида циркония, карбида ниобия, твердого раствора циркония и ниобия и табл. 2 приведены результаты определения термостойкости стержней, подаерг ûóòûõ многократному повторению

0790 4 других материалов в виде стержней диаметром 2 мм и длиной 100 мм, подвергают предварительному термонагружению путем нагрева с последующим охлаждением в воде, в результате чего на поверхности стержней возникают трещины глубиной до 300 мкм. Затем стержни о о отжигают при 2400-2500 С в среде аргона в течение 1-3 ч. Продолжитель-:

10 ность отжига, достаточную для залечивания трещин, определяют экспериментально, посредством варьирования времени отжига и определения механической прочности. B результате отжига трещины

15 залечиваются, а механическая прочность восстанавливается и даже возрастает на 30-50%.

Результаты определения термостойкости стержней, оцененной величиной

20 теплового потока, вызывающего появление первых трещин, представлены в табл. 1.

Таблица 1

Термостойкость стержней после предварительного терманагружения и отжига Я ц мат м цикла "разрушение + отжиг" с постепенным увеличением уровня термонагружения (температуры нагрева перед охлаждением), 5 710790 6

Из результатов таблиц No. 1 и 2 видно, вергают предварительному нагревч до о что предлагаемый способ позволяет по- температуры 300-350 С с последующим высить термостойкость изделий в 1,5-2 охлаждением в воде, а выдержку при раза. температуре спекания проводят в течение 1-3 ч.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юФормула изобретения ш и и с я тем, что предварительный нагрев и нагрев до температуры спекания

1. Способ термической обработки из- проводят многократно, причем при кажделий из карбидов тугоплавких металлов, дом последуюшем повторении темпера.,включаюший нагрев до температуры спе- туру предварительного нагрева повьпцают кания, выдержку при этой температуре и на 20-30 С. о последуюшее охлаждение, о т л и ч а— Источники информации, ю ш и и с я тем, что, с целью повы- принятые во внимание при экспертизе

15 шения термостойкости, изделия перед . .1. Авторское свидетельство СССР нагревом до температуры спекания под- % 367071, кл. С 04 В 35/64, 1971.

Составитель .Т, Сырвачева

Редактор А. Кравченко Техред О.Андрейко Корректор М. Лам i>«

Заказ 857 6/8 Тираж 889 Подписн е

Ш1ИИПИ 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