Инварный сплав на основе железа Советский патент 1992 года по МПК C22C38/08 

Изобретение относится к металлургии, конкретно к разработке инварных сплавов, используемых для криогенной техники, в приборостроении, геодезии, метрологии, а также для создания высокопрочных конструкций, не изменяющих свои размеры при изменении температуры от 10 до 500 К.

Цель изобретения - повышение прочностных свойств при сохранении минимального значения температурного коэффициента линейного расширения.

Предложен инварный сплав на основе железа, содержащий никель, углерод, титан, который дополнительно содержит ко- бальт и ванадий при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Никель

Углерод

Титан

Кобальт

Ванадий

Железо

25-38

0,1-1,2

0,02-2,5

0,05-15

0,03-5

Остальное

причем отношение суммарного содержания ванадия и кобальта к содержанию углерода находится в интервале 0,8-16,7.

Примеры. Сплавы выплавляют в высокочастотной индукционной печи емкостью 50 кг из карбонильного железа и электролитического никеля Н-1 и кобальта К-1. Расчет шихты производится из данных сертификата химсостава шихтовых материалов, взвешивание осуществляется с точностью ±5x10 3 кг.

После загрузки печь включают на полную мощность для предупреждения зависания шихты и местного перегрева металла. В конце расплавления проводится диффузионное раскисление металла через шлак бор- кальком, а в конце плавки глубинное раскисление марганцем и кремнием из расчета по 0,1% элемента от веса шихты, а после удаления шлака вводятся алюминий для дополнительного глубинного раскисления из расчета 0,1 % от веса шихты, а также углерод в виде измельченного электродного

СО

С

ел со

х|

VJ

графита. После растворения графита перед выпуском металла вводятся титан в виде ферротитана и ванадий в виде феррованадия, а после удаления шлака производится выпуск металла в ковш при 1430±10°С и разливка в изложницы при 1380±10°С. Химический состав сплавов определяется методами химического и спектрального анализа.

Полученные слитки подвергают диффузионному отжигу и очистке от окалины на наждачном камне. Зачищенные слитки куются в прутки диаметром 15-25 мм и сутунку 50x50 мм. Ковка слитков производится при 1000-1100°С, Затем проводится закалка от температур верхней области наибольшей устойчивости аустенита. После закалки проводится нагрев в интервале температур протекания ранних стадий расслоения твердого раствора и образования карбидной фазы. Для достижения более высокогр уровня прочностных свойств сплавов перед нагревом проводят деформацию.

Значения ТКЛР определяются, используя кварцевые дилатометры моделей DL- 1500 (фирмы Sinkv-Riko), Л75/20 и Л/75/80 (фирмы Linseis) чувствительностью выше 1 мкм/мм.

Химические составы и результаты измерений свойств предложенных сплавов представлены в таблице. Данные по ТКЛР, приведенные в таблице, получены в интервале температур 20-100°С,

0

5

0

Предложенный высокопрочный инвар- ный сплав может быть использован для изготовления облегченных в 2-3 раза высокопрочных конструкций сложных профилей, сохраняющих свои геометрические размерьте широком диапазоне температур; в криогенной технике для соединительных элементов сложной формы, емкостей, трубопроводов криогенных жидкостей; в точном приборостроении для изготовления высокопрочных деталей сложных профилей.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я

Инварный сплав йа основе железа, содержащий никель, углерод, титан, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств при сохранении минимального значения температурного коэффи- циента линейного расширения, он дополнительно содержит кобальт и ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Никель

Углерод

Титан

Кобальт

Ванадий

Железо

25-38

0,1-1,2

0,02-2,5

0,05-15

0,03-5,0

Остальное,

причем отношение суммарного.содержания ванадия и кобальта к содержанию углерода находится в интервале 0,8-16,7.

Изобретение относится к металлургии, конкретно к разработке инварных сплавов, используемых для криогенной техники, в приборостроении, геодезии, метрологии, а также для создания высокопрочных конструкций, не изменяющих свои размеры при измерении температуры от 10 до 500 К. Цель изобретения - повышение уровня прочностных свойств при сохранении минимального значения температурного коэффициента линейного расширения. Предложенный инварный сплав содержит, мас.%: никель 25- 38; углерод 0,1-1,2; титан 0,02-2,5; кобальт 0,05-15; ванадий0,03-5;железо-остальное, причем отношение суммарного содержания ванадия и кобальта к содержанию углерода 0,8-16,7. 1 табл.