Спосіб підвищення пластичності крихких тугоплавких металів

Спосіб підвищення пластичності крихких тугоплавких металів, наприклад W, Мо, Сr, та їх сплавів шляхом легування, який відрізняється тим, що як легуючий елемент в розплавлений метал вводять малорозчинні метали, наприклад Со, в яких відбувається мартенситне перетворення при охолодженні та/або при деформуванні, в кількості 3-6 мас. %. (19) (21) u201104269 (22) 07.04.2011 (24) 25.10.2011 (46) 25.10.2011, Бюл.№ 20, 2011 р. (72) ЛОБОДЮК ВАЛЕНТИН АНДРІЙОВИЧ, ЛИТВИНЕНКО ЮРІЙ МИХАЙЛОВИЧ (73) ІНСТИТУТ МЕТАЛОФІЗИКИ ІМ. Г.В. КУРДЮМОВА НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ 3 ся тільки за рахунок карбідних сполук даного металу (титану). Об'єм таких частинок, які визначають тільки міцність і знижують пластичність, не може бути високим внаслідок малої розчинності вуглецю у титані. Найбільш близьким аналогом за технічною суттю та результатом, що досягається, до способу, який заявляється, є спосіб підвищення пластичності крихких тугоплавких металів, наприклад W, Мо, Сr або їх сплавів, шляхом додаткового легування ренієм (від 1 до 35 ат. %) за рахунок його розчинення в розплаві W, Мо, Сr або їх сплавів та наступного охолодження до твердіння. Отримані сплави мають підвищену пластичність та знижену температуру крихкості (див. Матеріали Annual Meeting, 1997, TMS:INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON RHENIUM AND RHENIUM ALLOYS: Session X: "Rhenium Effect" and Alloy Development. Sponsored by: SMD Refractory Metals Committee and MDMD Powder Materials Committee. Program Organizer: Dr.Boris D.Bryskin, R&D Manager, Rhenium Alloys, Inc., P.O. Box 245, Elyria, OH 44036). Недоліком способу є експериментально встановлене зниження міцності сплавів та значне підвищення вартості їх виготовлення при використанні такого дорогоцінного та малопоширеного елементу, як реній. В основу корисної моделі поставлена задача отримання підвищеної пластичності крихких металів W, Мо, Сr та деяких сплавів на їх основі шляхом легування кобальтом, в якому нижче температури 427 °C відбувається мартенситне перетворення як при охолодженні, так і за рахунок прикладення зовнішніх напружень чи появи внутрішніх. В процесі деформації матеріалу релаксація напружень, які виникають при навантаженні і які можуть призвести до крихкості та руйнування, відбувається за рахунок мартенситного перетворення в частинках кобальту, які виділилися при гартуванні сплаву від високих температур, що запобігає крихкості вказаних металів. Поставлена задача вирішується тим, що в відомому способі підвищення пластичності крихких тугоплавких металів, наприклад W, Мо, Сr та їх сплавів, шляхом їх легування, згідно з корисною моделлю, як легуючий елемент в розплавлений метал вводять малорозчинні елементи, наприклад Со, в яких відбувається мартенситне перетворення при охолодженні та/або при деформуванні, в кількості 3-6 мас. %. Комп’ютерна верстка М. Ломалова 64022 4 Малорозчинні елементи, наприклад Co, вводять в розплав крихких тугоплавких металів W, Мо, Сr та їх сплавів, в кількості 3-6 мас. %. Розчинність Co, наприклад, в W та Mo, при температурах нижче 1000 °C складає менше 1 ат. % (в Сr дещо вища). При охолодженні розплаву металу з кобальтом утворюються частинки Со, розміром 20-50 мкм, розподілені рівномірно по об'єму. Розмір утворюваних частинок залежить від швидкості охолодження розплаву. В цих частинках при охолодженні та/або при деформації основного матеріалу протікає мартенситне перетворення, що сприяє релаксації надлишкових напруг, які могли б призвести до руйнування основного матеріалу. При деформації таких сплавів (Me-Co, де Me=W, Mo, Cr) за рахунок мартенситного перетворення в частинках Co протікає релаксація надлишкових напружень, що виникають в об'ємі основного матеріалу (W, Мо, Сr) і які могли б призвести до його руйнування. В результаті легування спостерігається підвищення пластичності вказаних крихких тугоплавких металів на 15 %. Експериментально встановлено, що введення в розплав тугоплавких металів, наприклад W, Мо, Сr та їх сплавів, кобальту в кількості менше 3 мас. % не призводить до повної релаксації виникаючих при навантаженні напруг в наслідок недостатньої кількості виділень Со, а при вмісті кобальту більше 6 мас. % збільшується кількість виділень та їх розмір і протікає одночасна деформація основного металу та виділень кобальту, що зменшує ефект підвищення пластичності W, Мо, Сr та їх сплавів, окрім того зменшується жароміцність. Приклад здійснення корисної моделі. Виплавили злитки W та сплаву W-5 мас. % Co вагою по 20 г. В сплаві W-5 мас. % Co при охолодженні до 20 °C виділилися частинки Со розміром 30-40 мкм. Проведена деформація стиском на 10 % зразків із W та сплаву W-5 мас. % Со при температурі 20 °C. Після деформації зразків W на поверхні спостерігалися тріщини. Зразки сплаву W-5 мас. % Со при такій деформації залишалися без ознак руйнування за рахунок того, що деформація на 10 % викликає додаткове утворення в частинках Со, що виділилися при охолодженні від високих температур, нових мартенситних пластин ('-фаза). Цей процес запобігає руйнуванню при деформації за рахунок релаксації надлишкових напружень при утворенні додаткових об'ємів мартенситної '-фази. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601