Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Сплав лігатура нікель-вольфрам, що містить вольфрам, нікель, залізо, сірку, фосфор, який відрізняється тим, що додатково містить вуглець, молібден, олово та арсен при наступному співвідношенні, мас. %:

вольфрам

30-70

залізо

2,5-5

кремній

0,01-0,2

вуглець

0,001-0,01

сірка

0,001-0,003

фосфор

0,001-0,005

молібден

0,001-0,01

олово

0,001-0,002

арсен

0,0001-0,001

нікель

решта.

Текст

Сплав лігатура нікель-вольфрам, що містить вольфрам, нікель, залізо, сірку, фосфор, який відрізняється тим, що додатково містить вуглець, молібден, олово та арсен при наступному співвідношенні, мас. %: 2 (19) 1 3 нікелевій основі для отримання довготривалих властивостей . В основу корисної моделі поставлено завдання розробки сплаву нікель-вольфрамової лігатури, яка має підвищену кількість вольфраму, гарно засвоюється рідким металом, що дає змогу отримати сплави з меншими витратами на легуючі елементи та не має значну кількість шкідливих елементів в порівнянні зі сплавом-прототипом, має невеликі втрати на угар і значно меншу вартість та дає змогу отримати механічні властивості (міцність, твердість, пластичність та довготривалу міцність) сплаву, витопленого з використанням лігатури, що пропонується, на встановленому технічними умовами рівні, в порівнянні зі сплавом-прототипом. Поставлене завдання досягається тим, що сплав лігатура нікель-вольфрам, що містить вольфрам, нікель, залізо, сірку, фосфор, якій відрізняється тим, що додатково містить вуглець, молібден, олово та арсен при наступному співвідношенні, мас. %: Вольфрам 30-70 Залізо 2,5-5 Кремній 0,01-0,2 Вуглець 0,001-0,01 Сірка 0,001-0,003 Фосфор 0,001-0,005 Молібден 0,001-0,01 Олово 0,001-0,002 Арсен 0,0001-0,001 Нікель Решта Саме сукупність цих компонентів та їх співвідношення забезпечують досягнення нового технічного результату - отримання нікель-вольфрамової лігатури, яка має підвищену кількість вольфраму при добрій засвоюємості сплавом, незначну кількість шкідливих елементів та меншу вартість при використанні, як «постачальника» вольфраму важкотопкий вольфрамовий брухт, в порівнянні зі сплавом-прототипом. Досягається це тим, що для виплавляння використовується катодний нікель та важкотопкий вольфрамовий брухт системи W-Ni-Fe з наступним співвідношенням компонентів 90-7-3% (мас.) відповідно [Глотка О.А. Дослідження важкотопкого брухту, що містить вольфрам /О.А.Глотка. А.Д. Коваль, Л.П.Степанова // Нові матеріали та технології в металургії та машинобудуванні - 2007.- №1. - С 17 - 20]. При знаходженні кількості вольфраму на нижньому рівні (30%мас.) сплав має структуру твердого розчину на основі нікелю. Температура плавлення знаходиться на рівні 1510°С, це забезпечує мінімальні витрати енергії на розтоплення 1 кг лігатури - 1092949 Дж/кг та призводить до рівномірності розподілу вольфраму по зливку лігатури (по вертикальній осі зливку кількість вольфраму змінюється в межах 2% мас, а по горизонтальній вісі в межах 0,9% мас). Величина угару при цьому знаходиться на рівні 1%, що значно знижує втрати вольфраму при витоплені лігатури. Засвоєння вольфраму з лігатури 30% мас. вольфраму в жароміцному стопі на нікелевій основі становить 95,64%. Зниження концентрації вольфраму нижче 58637 4 30% мас призводить до перевитрат лігатури та автоматичного збільшення кількості заліза. Збільшення легування вольфрамом до меж 70% (мас) призводе до зміни структури на твердий розчин на основі нікелю, твердий розчин на основі вольфраму та вкрапленнями інтерметаліду Ni4W. Втрати на угар в лігатурі складають 6,1%, а втрати на розтоплення лігатури - 1794690 Дж/кг, що дозволяє отримати сплав з мінімальними втратами вольфраму та знизити його коштовність. Підвищення вольфраму до рівня 90% мас. викликає зростання температури плавлення до рівня 3200°С та зростання витрат енергії на розтоплення до 2091827 Дж/кг, це викликає зниження рівномірності розподілу вольфраму по виливниці та анізотропії властивостей сплаву, що витоплюється. Межі вмісту заліза в лігатурі, що заявляється, є залежними від кількості важкотопкого вольфрамового брухту, що вводиться в лігатуру, і коливаються від 2,5 до 5% мас. Нижня межа вмісту заліза притаманна лігатурі з 30% мас. вольфраму, і є мінімально можливою для отримання оптимального вмісту вольфраму. Зниження заліза автоматично викликає зниження вольфраму, що призводить до збільшення витрат лігатури та зростанню кількості заліза в сплаві, а це призводить до зниження довготривалої міцності жароміцного корозійностійкого сплаву. Верхня межа нікелю (5% мас.) відповідає лігатурі з 70% мас. вольфраму і є максимально можливим вмістом при отриманні лігатури з використанням важкотопкого вольфрамового брухту, яка не знижує довготривалу міцність сплаву. Збільшення важкотопкого вольфрамового брухту в лігатурі 90% мас. вольфраму призводе до зростання концентрації заліза в жароміцному сплаві, а як наслідок до зниження довготривалої міцності. Рівень молібдену коливається від 0,001% до 0,01% мас, що призводить до появи невеликої кількості карбідів, які мають підвищені температури коагуляції та сфероідизації і призводять до підвищення міцності та твердості жароміцного корозійностійкого сплаву ЗМІ-3У. Присутність вуглецю в лігатурі призводить до появи спеціальних карбідів, які при витопленні жароміцного сплаву на нікелевій основі переходять в його структуру та розташовуються по границям і в тілі зерна, що призводить до покращення високотемпературних властивостей сплаву. Зменшення кількості домішок (сірки, фосфору, олова, кремнію і арсену) в першу чергу залежить від використання чистих шихтових елементів, а не спеціальними видами переплаву лігатури. При використанні технічно чистого заліза основним постачальником шкідливих домішок є важкотопкий вольфрамовий брухт. В свою чергу зниження домішок призводить до підвищення чистоти, покращення мікроструктури стопу І зростанню експлуатаційних властивостей (надійності, безвідмовності, довготривалої міцності) сплавів, що витоплюються з використанням лігатур, що патентуються. У результаті розширеного пошуку по патентній і науково-технічній літературі по відповідних рубриках МІЖ й УДК сукупність Істотних ознак, цілком 5 58637 або частково збіжних з тою, що пропонується І, що дозволяє вирішувати поставлену винахідницьку задачу, не була виявлена в жодному технічному рішенні, отже, запропонована корисна модель відповідає критерію «новизна». З відомого рівню техніки сукупність Істотних ознак даного технічного рішення з очевидністю не випливає. Сукупність ознак, які характеризують відоме рішення не забезпечують досягнення нових властивостей і лише наявність вказаних відрізняючи ознак дозволяє отримати новий технічний результат. Отже запропонована корисна модель відповідає критерію «винахідницький рівень». Для експериментальної перевірки було виплавлено жароміцний корозійностійкий ливарний сплав на нікелевій основі ЗМІ-3У (ХН64ВМКЮТЛ) з використанням пропонованої лігатури, згідно ТУ 481.981.6.00009, який пройшов термічну обробку рекомендовану кафедрою «Фізичного матеріалознавства» Запорізького національного технічного університету. Такий вибір був заснований на тому, що саме жароміцні корозійностійкі сплави на нікелевій основі є чутливими до наявності в хімічному складі 6 заліза, яке призводе до короткочасного виходу з ладу деталі та знижує високотемпературні і довготривалі властивості. Виплавляння експериментальної лігатури проводилося в індукційній печі при нагріванні сплаву до розтоплення та повільного охолодження на повітрі в олундовому тиглі. Хімічний склад лігатур, що представлені в таблиці 1, містять компоненти в кількості, відповідно: нижній границі, що заявляється, відповідає сплав №2; верхній границі, що заявляється, відповідає сплав №4; оптимальному складу сплаву, що заявляється, відповідає сплав №3; нижче за нижню границю, що заявляється, відповідає сплав №1; вище за верхню границю, що заявляється, відповідає сплав №5. Хімічний склад витоплених з використанням відповідних лігатур, жароміцних сплавів ЗМІ-3У наведений у таблиці 2. Номера сплавів відповідають номерам лігатур з використанням яких було їх витоплено. Результати порівняльних механічних властивостей зразків зі експериментальних сплавів наведено в таблиці 3. Таблиця 1 Хімічний склад запропонованих лігатур № Сплав Прототип 1 2 3 4 5 Запропонований W 32-36 10 30 50 70 90 Fe

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Nickel-tungsten alloy

Автори англійською

Hlotka Oleksandr Anatoliiovych, Koval Anatolii Danylovych

Назва патенту російською

Сплав лигатура никель-вольфрам

Автори російською

Глотка Александр Анатольевич, Кузнец Анатолий Данилович

МПК / Мітки

МПК: C22B 23/00, C22C 1/03

Мітки: лігатура, нікель-вольфрам, сплав

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-58637-splav-ligatura-nikel-volfram.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Сплав лігатура нікель-вольфрам</a>

Подібні патенти