СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛИБДЕНСОДЕРЖАЩИХ ЛИГАТУР Российский патент 1997 года по МПК C22C1/02 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения легированных титановых сплавов.

Известен способ получения молибденсодержащих лигатур, включающих нагрев расплава лигатуры до 800-1400^oC в течение 5 200 ч и охлаждение со скоростью выше 100^oC/с до кристаллизации (DE, 2205076, C 22 C 27/02, 1976).

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает высокого качества лигатуры по неметаллическим включениям и структуре.

Изобретение направлено на получение молибденсодержащих лигатур с мелкокристаллической структурой, обладающей модифицирующим эффектом и не содержащих неметаллические включения.

Решение задачи достигается тем, что в способе получения молибденсодержащих лигатур, включающем нагрев расплава, охлаждение и кристаллизацию, нагрев лигатуры осуществляют до температуры перехода в состояние гомогенного раствора 2040-2270 K, выдерживают расплав 15-25 мин, а охлаждение ведут со скоростью 1-10 K/с.

Предлагаемый способ основан на следующих физических закономерностях формирования структуры слитков. Согласно имеющимся экспериментальным данным в молибденсодержащих сплавах над линией ликвидуса существует интервал температур, перегрев выше которых обеспечивает переход расплава в состояние гомогенного раствора. При незначительном перегреве расплава над линией ликвидуса в нем сохраняется метастабильная микрогетерогенность коллоидного масштаба. Распад коллоида происходит при более высокой температуре (T). Значение T определяется экспериментально по началу совпадающего участка температурных зависимостей структурно-чувствительных свойств, соответствующих режимам нагрева и охлаждения.

Предлагаемые значения пределов температуры перегрева расплавов приведены в таблице. Данные выбраны по результатам анализа структурно-чувствительных свойств и являются оптимальными.

При охлаждении гомогенного раствора со скоростью 1-10 K/с формируется однородная мелкокристаллическая структура слитка по всему объему слитка. Интервал скоростей охлаждения 1-10 K/с выбран экспериментально и является типичным в технологии литья малых слитков. Увеличение скорости охлаждения способствует измельчению и сохранению однородной мелкокристаллической структуры слитка, но влечет за собой уменьшение их объема. Уменьшение скорости охлаждения ниже 1 K/с является технологически невыгодным, т.к. при этом структура слитка не измельчается.

Минимальная выдержка расплава до его кристаллизации 15 мин обусловлена временем, необходимым для протекания процесса диффузии, выравнивающих состав по объему слитка и рафинирования от неметаллических включений. Максимальная выдержка 25 мин связана с процессами расплава с футеровкой печи.

Пример. Предлагаемый способ получения молибденсодержащих лигатур обладающих модифицирующим эффектом, осуществлен при индукционном переплаве лигатуры АМТ-2 (48-52% Мо; 6-9% Ti, 0,3% Cr, ост. Al). При переплаве лигатуры в индукционной печи ИС-016, согласно предлагаемому методу, расплав перегрели до температуры 2070 K, выдержали 15 мин и кристаллизовали в чугунной изложнице на воздухе со скоростью 5 K/с. Исследование микроструктуры слитка показало измельчение структуры в 3-6 раз по сравнению с исходной лигатурой, отсутствие неметаллических включений. С использованием полученной лигатуры были выплавлены методом вакуумного дугового переплава 15-килограммовые слитки сплава Вт8 в один и два переплава. Исследовали продольное сечение слитка. Макроструктура опытных слитков значительно отличается от макроструктуры слитков, выплавленных с использованием серийной лигатуры: больше по площади зона с равноосной структурой, размер зерна мельче. Наблюдается дробление зерна в зоне столбчатых кристаллов.

Использование предложенного способа получения молибденсодержащих лигатур по сравнению с известными способами позволяет модифицировать легированные титановые сплавы, содержащие молибден, без введения посторонних примесей, что до сих пор не удавалось, обеспечивает дополнительное рафинирование лигатуры от неметаллических включений.

Использование: в металлургии цветных сплавов для получения легированных титановых сплавов методом вакуумного дугового переплава. Сущность изобретения: в способе получения молибденсодержащих лигатур, включая нагрев расплава, охлаждение и кристаллизацию, нагрев расплава осуществляют до температуры истинного раствора 2040-2270 K, выдерживают 15-25 мин и охлаждают со скоростью 1-10 K/с. Изобретение позволяет модифицировать легированные титановые сплавы, содержащие молибден, без введения посторонних примесей и обеспечивает дополнительное рафинирование лигатуры от неметаллических включений. 1 табл.

Способ получения молибденсодержащих лигатур, включающий нагрев расплава, охлаждение и кристаллизацию, отличающийся тем, что нагрев расплава осуществляют до 2040 2270 К, выдерживают расплав 15 25 мин и охлаждают со скоростью 1 10 К/с.