Способ получения стекловидного продукта из висмута, алюминия, железа и сплавов на их основе

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ бок1б воветских

Социалистических

Реслублик

"" 76885I (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.05.78 (21) 2612558, 22-02 с присоединением зая вки ¹ (23) Приор итет†(43) Опубли ковано 07.10.80. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (51) М. Кл.

С 22 F 1/00

Государственный комите1.ССС Р ло делает изобретений и открытий (53) УДК 539.213 (088.8) (72) Авторы изоб РетениЯ И, А. Новохатский, В. 3. КисУнько, 1О, Б. Бычков, Н, И. Городничий, И. С. Виткалов и В. М. Гудкевич

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт вторичных цветных металлов и Одесский политехнический институт.У фp »

1

1 мФе1д1ф„, @Й4 lX,; е д (71) Заявители

1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛОВИДНОГО

ПРОДУКТА ИЗ ВИСМУТА, АЛ 1ОМ И Н ИЯ, ЖЕЛ ЕЗА

И СПЛАВОВ НА ИХ ОСНОВЕ

Изобретение относится к о бласти металлурги и,,в частности,к способу получения абсолютных значений свойств — твердости, сопротивления изгибу, коррозионной стойкости, электрического сопротивления.

Известен способ получения стекловидного,п рсдукта из висмута, алюминия, железа и сплавов на их основе, включающий расплавление исходного металла, перегрев расплава и вьвсокоскоростную закалку ciI о

Я

Недостатками известного способа являются возможность сте клова ния только малых объемо|в сплавов (до нескольких граммов) и,получение пленок толщиной нболее 100 мк. При стеклова нии больших объемов сплавов или чистых металло в получаемый конечный п родукт неизотро пеп, так .как,представляет собой неоднородную смесь «чешуек» толщиной порядка 10 мк из аморфного и кристаллического металла.

Это объясняется тем, что увеличение объема стеклуемого расплава приводит к снижению эффективной скорости охлаждения, Чистые же металлы при стекловании требуют больших скоростей охлаж ения и значительных переохлаждений для фиксации исходного состояния расплава и достижения гомогенного за родышеобразования, что не,реализуется при данном способе.

Целью изобретения я|вляется,повышение выхода стекловидного п родукта.

Поставленная цель достигается тем

5 что расплав .перед перегревом разделяются на число порций, равное числу. структурных модификаций металла или сплава в расплавленном состояниями, перегрев каждой порции ведут, раздельно в интервале

10 температур существо ваяния coOTBGTcTBóê,щей модификации и перед закалкой их смешивают.

Способ осуществляется следующим об15 разом. Расплавленный металл разделяют на число по рций, соответствующих числу структур модификаций painnoiro металла (или спла1ва,на его основе) в жидком состоянии. До настоящего времени установ20 ленное число структурных модификации равно трем у жидкого алюминия (области существованиия структурных модификаций

667 — 775 С, 775 — 855 С, 855 — 920 С), двум у жидкого железа (область:сущестBQBalnnn

25 структурных модификаций 1536 — 1670 С, 1670 — 1750 С) и двум у жидко го висмута (области существава ния структур ных модификаций 271 — 297 С, 297 550"C) . В сплавах этих металлов число структурных

30 модификаций сохраняется, но температур768851

4 сливали во вторую (815 С), выдержали

2 мин и смесь двух порций IcJIjHJIH в третий расплав (885 С) и снова выдержали в течение 3 мин. Через сто по р ное огвер5 стие тигля слили в устрой(ство для высо коскоростного охлаждения и охладили с расчетной средней скоростью 1,15 10" град/ се,к, Пример 3. 70 г карбо ни1лыново железа

10 .класса А-2 я редварительно дважды переплавили в потоке водорода. Полученный металл расплавили в печи Таммана,в атмосфере чистого гелия,в корундовом тигл" с отверстием в дне и перекрытым стопо15 ром. Температуру расплава довели до

1590 — 5 С, выдержали п ри этой температуре 30 мин и,разделили,на две рав1ные части. Первую порцию о|ставили при этой же теиперату,ре.

20 Температуру второй, довели до 1690

+5 С и выдержали ЗО ми и. Перелили первую порцию со второй,и смешали расплавы, выдержал и 3 мин,и залили в устр ойство для IBBIcolKQ GKо|ростного охлаждения.

25 Расчетная средняя скорость охлаждения при этом сопоставляла 4,19 10 град/сек.

Данные о!б испытании irroJIyHeнного асонечного продукта по трем примерам .п риведены в таблице.

30 Из таблицы видно, что,степень аморфности .конечного продукта (чешуек) в 1,5-2,0 раза превышает степень аморфности стеклуемых металлов и,сплавов извеспными способами, а по линейным размерам:

35 длину в 5 — 7 раз, толщину в 1,3 — 1,7 раза, Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в следующем.

1. Повышение выхода аморфного изо40 тропного,продукта в 1,5 — 2,0 раза.

2. Увеличение размеров конечного продукта (чешуек).

Ф о р мул а из обер етея и я

45 Способ получения стекловидного irrpo. ду кта из висмута, алюмияия, железа и

GrIJIaiBoIB,на их основе, включающий расплавление исходного металла, перегрев расплава и высо коеко ростную закалку ег >, 50 отличающийся тем, что, с целью повыr¹ и/п.

Вид обработки расплава.степень аморфности, % толщина чешуек, мк длина чешуек, IMM

До 60

Дс 85

До 15

До 92 ,До 96

До 85

До П7(»

До 2Щ

До 120

По примеру 1

По при меру 2

По примеру 3

По примеру 1, но без разделения иа порции (и

»условиях прототипа)

По примеру 2, но без разделения на порциями (в условиях прототипа)

По примеру 3, но без разделения на порции (8 условиях прототипа),1

l2

До )1ПО

До 150

До 100

До 36

До 47

До 1Î

До 54

До 59

До 47

3 ные области,их существования изменяются под влиянием примесей.

После разделения,металла на порции, каждую выделенную:порцию перегревают раздельно до .появления отлил а1овцихся друг от друга структурных модификаций (в пределах температурной о бласт и,существованиия каждой из них). Затем перегретые IropIIHm смешивают и:стеклуют одним из,известных способов, нап!ример, .п!ропусканием струи расплава между вращающимся охлаждаемыми полыми валками,со ередней расчетной скоростью охлаждения

1 10 С) сек.

Предложенный способ иллюстриру.ется следующими, примерами его выполнения.

Пример 1. 80 г висмута марки ВиОО расплавили в графитовом тигле с отверстием в дне, перекрытым стопором. Плавку лро водили в печи colrrlpoòH|Bëå íHÿ в атмосфере аргона. До вели темнературу расплава до 280+5 С, выдержали;при этой температуре 30 мин, разделили расплав на две,ра вные порции и перелили в другой тигель, подопретый до этой же температу,ры. Первую irroprrrHIO оставили при температуре 280+5 С вторую перенесли в печь с темнературой 350+5 С и выдержали в течение ЗО мин, Смешали расплав переливом пер вой порц ии (с температурой

280+5 С) во вторую (с температу1рой

350+5 С), выдержали 3 ми и и залили в устрой ство для высокоскоростного охлаждени я. Расчетная средняя ско1рость охлаждения,при этом составляла около 0,314 . . 10 град/сек.

Пример 2. 120 г алюминия высогкой чистоты марки А995 расплавили в условиях по примеру 1. Температуру расплава довели до 720+5 С,,выдержали 30 мин и ,разлили,rripiH этой те мперату1ре на три ipaaные порции в подогретые тигли с тем пературами 720, 815 и 885 С. Тигли с металлом разместили в печах с температурой

720, 815 и 885 С. После выравнивания темперапуры печного,пространства,и,металла (10,мин), выдержали:порции:расплаво в в течение 30 ион,при соответствующих температурах. Смешивание расплавов производили по схеме: IrepiByro порцию (720 C) Характеристика получаемого конечного продукта

768851

Составитель А, Кальницкий

Текред И. Пенчко

Редактор Е. Братчикова

Корректор О. Гусева

Заказ 6731 Изд. № 477 Т.ираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

lili3035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома шения выхода стекловидного продукта, расплав перед перегревом разделяют на число порций, равное числу структурных модификаций металла или сплава в,ра сплавленном состоянии, перегрев каждой порции ведут раздельно в интервале температур существования соответствуюшей мо6 дификации и перед закалкой их смешивают.

Источники и,нфор ма;ции, принятые во анимавие при экспертизе

5 1. Салли И. В. Кристаллизация пои сверхбольших скоростях охлаждения, «Н а уков а Д ум ка», Киев, 1972.