Способ обработки сплавов на основе палладия Советский патент 1990 года по МПК C22F1/14 

Изобретение относится к металлургии, а именно к обработке негидридо- образующих сплавов палладий-платина,и Может быть использовано при изготовлении диффузионных фильтров водорода.

Целью изобретения является повышение прочностных свойств при сохранении уровня пластических характеристик.

Проведение повторного наводорожива- ния при катодной поляризации с плотностью тока 15-20 А/дмг в течение 30-45 мин обеспечивает введение в не- гидридообразующие сплавы палладий- платина максимально возможных концентраций водорода, обусловленных степенью растворения водорода в кристаллической решетке, что вызывает необратимые изменения структурного состояния сплавов по всему объему. Искажения кристаллической решетки, возникающие при внедрении атомов водорода в междоузлия, создают дальнодействую- щие поля деформаций, под действием которых атомы приобретают возможйость .кооперативных смещений на небольшие расстояния, что приводит к возникновению ближнего порядка в сплавах, вызывает измельчение блоков и рост микродеформаций регаетки. Кроме того,

ы :л vi

so

г

становится возможным образование фазы с упорядоченным расположением атомов водорода.

Все эти факторы - создание ближнего порядка в сплавах, измельчение блоков и рост микродеформаций р ешет- ки, а также образование фазы с упорядоченным расположением атомов водорода - обусловлены увеличением кон- центрации водорода в сплавах, приводят к затруднению образования, размножения и перемещения дислокаций, а следовательно, к повышению прочности негидридообразующих сплавов.

Первоначальное наводороживание в растворе электролита при катодной поляризации обеспечивает протекание перечисленных процессов, но в меньшем масштабе.

В процессе электролитической десорбции при анодной поляризации происходит снижение содержания водорода в сплавах, однако изменения структуры кристаллической решетки, вызван- ные первым наводороживанием,являются необратимыми и сами становятся препятствием для обратного выхода водорода из сплавов, то есть за равное с наводороживанием время электролитической десорбции в сплавах частично остается сорбированный водород. Процесс электролитической десорбции, связанный с диффузионным перемещением водорода в сплавах,способствует активации новых центров образования ближнего порядка и увеличению степени упорядочения.

Наряду с повышением прочности негидридообразующих сплавов предложен- ным способом обеспечивается сохранение их пластичности за счет однородного и равномерного распределения водорода по всему объему сплавов, что исключает возникновение концентраторов напряжений и предотвращает Зарождение и распространение трещин.

Уменьшение плотности тока при проведении наводороживания, электролити- ческой десорбции и повторного наводороживания ниже 15 А/дм нецелесообразно, так как в этом случае за один цикл обработки спла вов не достигается максимальная концентрация водорода, вызывающая необратимые структурные изменения, способствующие повышению прочности, и появляется необходимость увеличения либо числа циклов, либо

длительности обработки, что ведет к усложнению способа.

Проведение обработки сплавов при плотности тока выше 20 А/дм не вызывает дополнительного прироста прочности, так как в сплавах уже достигнута максимальная концентрация водорода, выше которой растворить водород в кристаллической решетке сплавов практически невозможно. Кроме того, плотность тока выше 20 А/дм2 приводит к перегреву электролита, вызывает газовыделение. Сокращение времени обработки сплавов (наводороживание, электролитическая десорбция и повторное наводороживание) ниже 30 мин не позволяет повысить прочность негидридообразующих сплавов, так как в кристаллическую решетку сплавов не успевает внедриться максимально возможное количество водорода. При времени обработки сплавов более 40 мин увеличения прочности сплавов не наблюдается, так как весь водород уже растворен в кристаллической решетке и его концентрация в сплавах при удлинении времени обработки не увеличивается.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Концентрация платины в негидридообразующих сплавах палладий-платина составляет 15-4П%. Негидридообразу- ющий сплав палладий-платина с содержанием платины в сплаве 28% выплавляли в индукционной печи в атмосфере чистого аргона. Из слитков ковкой при 1000-1200°С изготавливали пластины толщиной 8-10 мм, которые после отжига в вакууме в течение 1 ч подвергали профильной практике и волочению с промежуточным отжигом. Степень деформации на последнем этапе волочения составляла 99,6%.

Из полученной проволоки (Ь 0,5 мм нарезали образцы длиной 150 мм, которые подвергали наводороживанию в 4 %-ном растворе электролита NaF. Наводороживание проводили при катодной поляризации с плотностью тока 15-20 А/дм в течение 30-40 мин. Затем меняли катодную поляризацию на анодную с целью электролитической десорбции водорода из образца. Электролитическую десорбцию вели при плотности тока 15-20 А/дм2 в течение 38- 40 мин. Далее образцы подвергали повторному наводороживанию при катодной

поляризации с плотностью тока . 15- 20 А/дм в течение 30-40 мин. Конкретные режимы обработки и полученные свойства приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, предложенный способ обеспечивает повышение прочностных свойств негидридообра- зующих сплавов системы палладий - платина в 1,2 - 1,23 раза при сохра- ,нении уровня пластических свойств.

Формула изобретения

Способ обработки сплавов на основе палладия, преимущественно негидридо- образующих системы палладий - платина,

включающий наводороживание в растворе электролита при катодной поляризации и электролитическую десорбцию при анодной поляризации, отличающийся тем, что. с целью повышения прочностных свойств при сохранении уровня пластических характеристик, после электролитической десорбции при

анодной поляризации проводят повторное новодороживание при катодной поляризации, причем наводороживание, электролитическую десорбцию и повторное наводороживание осуществляют с

5 одинаковой плотностью тока 15-20 А/дм . в течение равных периодов времени - 30-40 мин.

Изобретение относится к металлургии, а именно к обработке негидридообразующих сплавов палладий-платина, и может быть использовано при изготовлении диффузионных фильтров водорода. Цель изобретения - повышение прочностных свойств при сохранении уровня пластических характеристик. Способ предусматривает наводороживание в растворе электролита при катодной поляризации, электролитическую десорбцию при анодной поляризации и повторное наводораживание при каждой поляризации, причем наводороживание, электролитическую десорбцию и повторное наводороживание осуществляют при с одинаковой плотностью тока 15-20 А/дм² в течение равного периода времени 30-40 мин. Способ обеспечивает получение уровня механических свойств сплава палладий - 28% платины, σ_в 95,0-97,0 кгс/мм²,σ_0,2 70,0-74,0 кгс/мм²

δ 24,0-27,0%. 1 табл.

Режимы обработки и свойства сплава палладий с 28% платины, обработанного известным и предложенным способами

Известный Предложен9,0

12

Составитель Г.Лукина Редактор А.Маковская Техред М.Ходанич

Заказ 699

Тираж 498

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

79,0

60,0

22,0

Корректор С. Шекмар

Подписное