Прецизионный сплав на основе железа Советский патент 1984 года по МПК C22C38/14 

л

с Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам на основе железа, содержащим, никель. в качестве основного nerwpytoщего элемента. Известим прецизионные сплавы с низким температурным коэффициентом линейного раС ширения (ТКЛР), имеющие железоннкелевую основу, которые широко применяются в точно приборостроении, метролопш, геодезия и лазерной технике. К их числу прежде всего, еле дует отнести инвар, содержащий 36% никеля и 64% железа, с низким ТКЛР в интервале 20-1СЮ°С (1,5-10 К), а также суперинвар (31% никеля, 4% кобальта, 0,6% меди, остальное железо), имеющий наиболее низкий ТКЛР 1,ОЧО- К- до lOOC II, Эти сплавы применяются как материал, от которого требуется практиче ское постоянство размеров в области комнатных температур, и не могут быть использованы в кучёспе конструкционного и строительного материала из-з своих низких прочностных характеристик ( к ГС/мм). Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является прецизионный сплав {2} на основе железа следующего химического состава , мас.% Никель40 Титан и алюминий1,5-2,0 (при содержании Т1 0,5; ДВ 1.0 ЖелезоОстальное Недостатками известного сплава являются повышенные значения температурного коэффи цнента линейного расширения и низкая пластичность, что снижает стабильность работы прещ1зион11ых устройств. Цель изобретения - снижение температурно го коэффициента линейного расширения и по вышение пластичности. Цель достигается тем, что прецизионный сплав на основе железа, содержащий никель, титан и алюминий, содержит компоненты в следзгющем соотношении, мае. %: Никель38-39 Титан0,5-0,6 Алюминий0,7-0,8 ЖелезоОстальное Сплавы выплавлены в открытой индукционной печн по стандартной технологии. Варианты химического состава и свойства сплавов представлены в таблице. Как видно из таблицы, мехацнческие свой ства при сужении пределов по содержанию никеля до 38-39%, титана до 0,5-0,6%, алюминия до 0,7-0,8% не ухудшаются, а величина ТКЛР сплавов даже понижается, увеличивая стабильность работы прецизионных устройств. Кроме того, понижение содержания титана и алюмию1я приводит к повышению относительного удлинения сплавов (в сплаве, содержащем 40% никеля, 1,0% титана, 1,0 алюминия, о в 34,9%; в сплаве- содержащем 39% никеля, 0,6% титана, 0,8 алюминия, S 40,0%). При введении, в железоникелевьгй сплав титана и алюминия в его структуре появляются неметаллические включения (карбиды титана, алюмосиликаты), снижающие пластические свойства сплава. Поэтом} снижение максимального содержания титана и алюминия (при их суммарном содержании & 1,4%), не ухудшая регламентируемые свойства, приводит к повышению пластичности сплава. Оптимальное содержание никеля 3839 мае. %. Уменьшение содержания никеля до 37%, а также увеличение Д9 41% приводит к повышению ТКЛР до 410 за счет того, что при образовании фазы Ni(Ti Аб) из общего количества никеля уходит - 3% и в матрице остается соответственно 34 и 37% никеля. Таким образом оптимальный состав сплава находится в пределах, мас.%: никель 38-39; титан 0,5-0,6; алюминий 0,7-0,8; остальное железо. Предлагаемый сплав может использоваться для элементов металлоконструкций антенных и оптических устройств для астрономии и радиоастрономии.. В подобных устройствах из-за температ яшх деформаций возникают значительные трубности в .соблюдении нужной геометрической формы сооружений, заданной с большой товдостью. Поэтому материалы для этих устройств должны обладать небольшим расширением и повышенными механическими свойствами. (Использование сплава инвар сдерживается величиной предела прочности (dft 45 кгс/мм). В настоящее время для этих целей используются алюминиевь е сплавы и нержавеющая сталь. Применение предлагаемого сплава даст возможность облегчить и упростить конструкцию, а также существенно повысить ее эксапуатационные характеристики. Технология вь плавки и пределы предложенного сплава не меняются по сравнению с используемой для сплава инвар. Примечание. Термообработка: нормализация при ПООС, 15 мин, воздух.

ПРЕЦИЗИОННЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА, содержащий никель, титан и алюминий, отличающийся тем, что, с целью снижения его температурного коэффициента линейного расширения и повышения пластичности, ои содержит компоненты в спепуютем соотношении, мае. %: № кедь38-39 Титан0,5-0,6 Алюминий0,7-0,8 ЖелезоОстальное