Елінвар на залізонікелевій основі

Реферат: UA 79418 U UA 79418 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до металургії, а саме до вишукування нових елінварів зі спеціальними термопружними властивостями: високою добротністю за стабільних нульових значеннях температурного коефіцієнта частоти (ТКЧ) в широкому кліматичному температурному діапазоні (від -60° С до +85° С), які використовуються для виготовлення пружно-чутливих елементів виробів приладобудування, електронної та радіоелектронної промисловості. Відомий дисперсійно-твердіючий елінвар на основі композиції залізо-нікель-хром 45НХТ (ЭП 218) (Бараз В. Элинварные сплавы: особенности состава, структуры и свойств. Часть II / В. Бараз, В. Стрижак // Национальная металлургия.-2003. - №5. - С. 101-105), який має наступі середні концентрації складових, мас. %: нікель 45 хром 6 титан 3 алюміній 1 залізо решта. Це феромагнітний безвуглецевий старіючий сплав з аустенітною структурою, основна фаза, що виділяється в ньому, - інтерметаліди типу Ni3(Ti, Al). Недоліком цього сплаву є низькі спеціальні термопружні властивості в стані постачання: добротність 5 000…8 000 одиниць при 6 °C-1 ТКЧ ±5,0…±6,0 × 10в кліматичному інтервалі температур -40 … +60 °C Спеціальні термопружні властивості цього сплаву після термомеханічної обробки, яка проводиться за типовою для елінварів схемою: загартування від 950 °C, холодне деформування зі ступенем обтиснення біля 60 %, старіння при 600 °C протягом 1,5 години, сягають наступних значень: 6 °C-1 добротність біля 28 000 одиниць та ТКЧ ±2,0…±4,0 × 10. (Прецизионные сплавы. Справочник / под ред. Б.В. Молотилова. - М.: Металлургия, 1974.-448 с.) Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, за технічною суттю та хімічним складом є дисперсійно-твердіючий елінвар 44НХМТ (ТУ 14-131-851-92; ТУ 14-1-3057-80) на основі композиції залізо-нікель-хром з додаванням молібдену для додаткового зміцнення за рахунок виділення фаз Лавеса приблизного складу [(Fe, Ni, Cr)2(Mo, Ti)](найближчий аналог). Сплав містить, мас. %: нікель 43,4-44,0 хром 4,3-5,1 титан 2,6-3,2 алюміній 0,5-1,0 молібден 0,1-0,3 залізо решта. 6 °CСплав 44НХМТ в стані постачання має добротність 8 000…10 000 одиниць, ТКЧ ±3,0×101 в широкому кліматичному температурному діапазоні (від -60 °C до +85 °C). Термомеханічна обробка даного сплаву за схемою, аналогічною до тієї, яка наведена для сплаву 45НХТ: загартування від 1 050 °C, холодне деформування зі ступенем обтиснення біля 60 %, старіння при температурі 570°±5 °C протягом 2,0 годин, забезпечує наступні властивості: добротність 31 6 °C-1 500 одиниць та ТКЧ ±3,0×10. (Кучма С.Н. Улучшение комплекса свойств элинварного сплава 44НХМТ методом комбинированной деформационно-термической обработки: Дис: канд. тех. наук: 05.02.01: защищена 18.05.2010: утв. 10.10.2010 / Кучма Светлана Николаевна; ХНАДУ (ХАДИ). - Харьков, 2010) Проте, як показує промисловий досвід, оптимальний режим термомеханічної обробки, що забезпечує зазначений рівень спеціальних термопружних властивостей, підбирається для кожної плавки індивідуально, залежно від коливань концентрації основних легувальних елементів в межах марочного складу, що вимагає поплавочного запуску металу у виробництво. Окрім того, проведення самої термомеханічної обробки сплаву 44НХМТ пов'язане зі значними технологічними труднощами, обумовленими необхідністю витримувати дуже вузький температурний інтервал старіння. В основу корисної моделі поставлено задачу отримання поліпшених спеціальних термопружних властивостей (добротності та ТКЧ) елінвару вже у вихідному стані за рахунок коректування його хімічного складу. Поставлена задача вирішується тим, що в дисперсійно-твердіючий елінвар системи залізонікель-хром, який містить титан, алюміній, згідно з корисною моделлю, додатково введено реній, вольфрам. Елінвар має наступний хімічний склад, мас. %: нікель 44,5-45,5 хром 2,7-3,3 1 UA 79418 U 5 10 15 20 титан 2,7-3,1 алюміній 0,6-1,0 вольфрам 2,0-3,0 реній 0,20-0,45 залізо решта. Поліпшення спеціальних термопружних властивостей пропонованого сплаву досягається підвищенням вмісту нікелю та зменшенням концентрації хрому, що дає змогу стабілізувати значення ТКЧ. Заміна молібдену карбідоутворюючим елементом - вольфрамом - дає змогу знизити чутливість спеціальних термопружних властивостей сплаву до похибок режимів термообробки та коливань вмісту основних легувальних елементів: нікелю, титану і алюмінію. Алюміній сприяє суттєвому зміцненню сплаву внаслідок взаємодії нікелю, титану і алюмінію, які утворюють -фазу орієнтовного складу [(Ni, Fe)3(Al, Ti)] в процесі старіння. Оскільки коливання концентрації алюмінію можуть викликати ефект перебудови -фази в крихку -фазу складу Ni3Ti, яка утруднює проведення термомеханічної обробки внаслідок зменшення пластичності, в сплав вводиться реній, який сприяє зниженню крихкості. 6 °CПропонований сплав у вихідному стані має добротність 15 000 одиниць та ТКЧ±3,0 × 101 . Після проведення термомеханічної обробки за схемою: загартування від 1 000 °C; холодне деформування зі ступенем обтискання біля 60 %, старіння при 600 °C протягом 1,0 години, значення спеціальних термопружних властивостей досягають наступних значень: добротність 6 °C-1 40 000 одиниць та ТКЧ ±1,5 × 10. Сплав може бути застосований в приладобудуванні, радіоелектронній та електронній промисловості для виготовлення пружно-чутливих елементів, які експлуатуються в широкому кліматичному інтервалі температур без термостатування, зокрема датчиків, резонаторів електромеханічних фільтрів, трубок Бурдона тощо. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Елінвар на залізонікелевій основі, що містить залізо, нікель, хром, титан та алюміній, який відрізняється тим, що до його складу введено реній, вольфрам, при наступному співвідношення хімічних елементів, мас. %: нікель 44,5-45,5 хром 2,7-3,3 титан 2,7-3,1 алюміній 0,6-1,0 вольфрам 2,0-3,0 реній 0,20-0,45 залізо решта. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 2