Жароміцний ливарний сплав на основі магнію з підвищеними властивостями

Жароміцний ливарний сплав на основі магнію з підвищеними властивостями, що містить цирконій, неодим, цинк, скандій і магній, який відрізня 3 44920 талізації, по-друге, з виникненням дрібнодисперсних тугоплавких інтерметалідів GeMg2, які додатково збільшують число центрів кристалізації і ще більше здрібнюють литу структуру, що позитивно позначається на пластичних властивостях і тривалій міцності при підвищених температурах сплаву. Таким чином, нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують виявлення нових технічних властивостей - розроблено жароміцний ливарний сплав на основі магнію з підвищеними властивостями, що забезпечує його високими показниками тривалої міцності при підвищених температурах та високими показниками міцності і пластичності. Це забезпечує усій заявленій сукупності ознак відповідності критерію «новизна» та приводить до нових технічних результатів. Аналоги, які містять ознаки, що відрізняються від прототипу, не знайдені, рішення явним чином не випливає з рівня техніки. Виходячи з вищевикладеного можна зробити висновок, що запропоноване технічне рішення задовольняє критерію "Винахідницький рівень". Для експериментальної перевірки сплав пропонованого составу й аналога виплавляли в індукційній тигельній печі типу ІПМ-500, рафінування розплаву флюсом ВІ-2 проводили в роздавальній печі. З готового розплаву заливали литі зразки для одержання составу аналога, потім готовий розплав порційно відбирали розливними ложками, у які вводили зростаючі присадки лігатур Mg-20% Ge і Mg-6% Hf. Отриманий метал з різними варіантами присадок також заливали в пісчано-глинясту форму для одержання литих зразків за ДСТ 283994 і вивчення їх механічних властивостей. Тривалу міцність (σ) при температурі 250°С визначали на розривній машині АИМА 5-2 на зразках діаметром 5 мм за ГОСТ 10145-81. 4 Зразки для визначення механічних властивостей досліджуваних сплавів піддавали термічній обробці по режиму Т6. Аналіз результатів механічних властивостей досліджуваних сплавів показав, що в запропонованому сплаві при змісті германію менш 0,01% і гафнію менш 0,01% не відбувається мікролегування металевої матриці сплаву цими елементами і не утворюються додаткові центри кристалізації, які здатні здрібнювати литу структуру сплаву, що не забезпечує підвищення механічних властивостей і тривалої жароміцності магнієвого сплаву. При вмісті германію в межах 0,01-1,0% і гафнію в межах 0,01-1,0% відбувається мікролегування металевої матриці сплаву германієм і гафнієм, які мають високу температуру плавлення і тим самим підвищують жароміцність і міцність магнієвого сплаву. При цьому відбувається значне подрібнювання зерна магнієвого сплаву за рахунок виникнення дрібнодисперсних тугоплавких інтерметалідів GeMg2, а також великого числа дуже дрібних первинних кристалів гафнію, які служать додатковими центрами кристалізації, що забезпечує максимальні показники механічних властивостей і тривалої міцності при підвищених температурах. При вмісті германію і гафнію в сплаві більш 1,0% кожного відбувається надлишкове легування ними металевої матриці, в результаті чого вона стає крихка за рахунок окислення надлишкових елементів і утворення плівок по границям зерен. Утворені при цьому інтерметаліди германію і кристали гафнію створюють скупчення. Все це негативно впливає на показники міцності, пластичності і тривалої міцності при підвищених температурах. Отримані результати досліджень представлено в таблицях 1, 2. Таблиця 1 Сплав 1. Аналог 2. 3. 4. 5. 6. Запропонований Zr 0,50 0,60 0,55 0,56 0,58 0,54 Nd 2,30 2,25 2,26 2,27 2,28 2,24 Вміст хімічних елементів, % Zn Ge Hf 0,50 --------0,45 0,005 0,004 0,48 0,01 0,01 0,46 0,3 0,3 0,44 1,0 1,0 0,52 1,2 1,3 Mg 96,300 96,341 96,310 95,72 94,290 93,800 Sc 0,40 0,35 0,38 0,39 0,41 0,40 Таблиця 2 Сплав 1. Аналог 2. 3. 4. 5. 6. Запропонований Тривала міцність, τр, час (Тисп.=250°С, σ=80МПа) 56 55 77 76 75 54 Аналіз проведених досліджень показав, що використання запропонованого сплаву дозволяє одержувати магнієві виливки з високою тривалою Механічні властивості σв, МПа δ, % 270 4,7 272 4,8 288 5,9 290 5,8 292 5,7 265 3,4 міцністю при підвищених температурах, з високою міцністю і пластичністю, а також дозволяє зробити 5 44920 висновок про відповідність критерію «Промислова придатність». Джерела інформації: 1. ГОСТ 2856-79. Сплавы магниевые литейные. Марки. Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 2. Пат. 25056 Україна, МПК8 С22С23/00. Ливарний сплав на основі магнію /Шаломєєв В.А., Цивірко Е.І., Жеманюк П.Д., Лукінов В.В., Лисенко И.О., Клочихин В.В.- №200702619; Заявл. 12.03.2007; Опубл. 25.07.2007. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601