Инварный сплав Советский патент 1984 года по МПК C22C38/08 

Изобретение относится к черной м галлургии и может быть использовано в производстве инваров для криогенн техники, метрологии, геодезии и при боростроения. Известен сплав на основе железа никеля t , содержащий, мас.%: Никель30,6 Остальное Железо Недостатками данного сплава явля ются низкие инварные свойства, т.е. высокий и изменяющийся в температурой ТКЛР, и невозможность использования сплава при низких температура в качестве инвара, так как происходит f - oi -превращение при температу рах ниже комнатной. Известен также инвар на основе ж леза и никеля с добавкой палладия для повышения коррозионной стойкости 2, мас.%; Никель 29,0-31,0 6,0-10,0 Палладий Остальное Железо Величина положительного ТКЛР известного сплава минимальна в температурном интервале 293-473К. Недостатком указанного сплава яр ляется невозможность его применения в области низких температур. I Наиболее близким к предлагаемому является сплав З , содержащий:Йикёль 23-32,8 0,02-0,36 Углерод Железо Остальное Наличие углерода в известном .сплаве, понижает температуру -пр вращения и расширяет температурный интервал применения сплава, Недостатком известного сплава является сравнительно высокий ТКЛР особенно при Содержаирш никеля менее 28%. При содержании никеля менее 28,0 легирование любым количеством углерода неспособно вызвать магнитное yпopядovleниe, необходимое для прояв ления инварного эффекта. При.содерж НИИ никеля более 28,0% для получения необходимой магнитной структуры требуется больгаое количество углерода в сравнении с составсм базового сплава. Цель изобретения - снижение температурного коэффициента линейного расширения и его стабилизации в интервале 100-335 К.. Указанная цель достигается тем, что инварный сплав, содержащий никель, углерод и железо, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.% 28,0-31,0 Никель 0,4-1,5 Углерод Железо Остальное Сплав может содержать примеси, вызывающие изменения инварных свойств, мйс.%: До 0,3 Кремний До 0,4 Марганец До 0,05 Легирование заключается в том, что введение углерода в инварный сплав с Содержанием никеля меньше оптимального (36%) способствует ближнему атомному упорядочению, заключающемуся а уменьшении числа связей Ni-Ni и увеличении числа связей Fc-N-i и, соответственно, количества атомов никеля в ближайшем окружении атомов железа. Таким образом, атомное упорядочение создает эффективную концентрацию никеля, лриближакяцую сплав к инвару Н36. Атомное упорядочение в железоникелевых сплавах .в инварной области состабов сопровождается магнитным, и, следовательно, благодаря введению углерода создается магнитная структура, характерная для инвара с оптимальным содержанием никеля. Бинарный сплав Fe - 30,6% Ni находится в основном в парамагнитном состоянии. ТКЛР предлагаемого сплава высок и непостоянен. При легировании 0,4% С в сплаве начинают проявляться магнитные особенности (линии-сателлиты на хвостах спектра), обеспечивающие инварный эффект. Однако для такого сплава еще не удается получить ТКЛР, сравнимый с данными для сплава Н36. Введение углерода до ,5% С позволяет получить магнитную структуру, близкуэ к ЯГР спектру сплава Н36 и практически идентичные тепловые свойства. Растворить более 1,5% С в сплаве Fe - 30% Ni не удается понижения никелем растворимости углерода в J -железе. Углерод сверх 1,5% находится в сплаве в форме графита. Для обоснования предельных содержаний углерода и никеля вьтлавляют слитки в вакуумной индукционной «ечи Значения ТКЛР определяют на кварцевом дилатометре чувствительностью 110 град Результаты измерений представлены в таблице. Из данных таблищ | видно, что введение углерода, начиная с 0,4%, су вдественно улучшает инварные свойства Сплавы, содержащие 0,4-1,5% Си 28,0-31,0 Ni имеют значения ТКЛР, удовлетворяющие требованиям к инва ным сплавам. Предпагаен 1й инварный сплав мож( быть использован в точном приборостроении для различных деталей измерительных приборов, в метрологии для создания штриховых мер длины, в геодезии для проволок базисных мерных приборов и тонких металлических лент нивелирных ре.ек, в криогенной технике для стержней и болтов термостатов и трубопроводов криогенных жидкостей.. При применении предлагаемого сплава снижается его стоимость вследствие экономии дорогостоящего никеля.

ИНВАРНЫЙ СПЛАВ, содержащий никель, углерод и железо, о тл и ч а ющ и И с я тем, что, с целью снижения температурного коэффици ента линейного расширения и его стабилизации в интервале 100-335 К, он содержит компоненты в следующем соотношении, нас. %: Никель28,0-31,0 0,4-1,5 Углерод Остальное Жел1езо

«30,6

«иже 213 К протекает у -превращение.

13 (Тц,„- 220

Остальной 335К)