Дисперсионно-твердеющий сплав на основе меди Советский патент 1993 года по МПК C22C9/06 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к дисперсиейно- твердеющим сплавам на основе меди, используемым для изготовления литейных форм и боковых перемычек в установках для непрерывного литья,

Цель изобретения - повышение термопрочности и устранение склонности к тре- щинообразованию.

В соответствии с изобретением, решение этой задачи состоит в применении дис- персионно-твердеющего медного сплава, состоящего из, 1,6-2,4% никеля, 0,5-0,8% кремния, 0,01-0,20% циркония, остальное медь, включая загрязнения, обусловленные способом изготовления и обычные добавки для обработки, в качестве материала для изготовления литейных форм, подвергающихся при литье постоянно меняющимся температурным нагрузкам, в частности, блоков для боковых перемычек литейных установок с двойной конвейерной лентой. Для

повышения проводимости благоприятной является добавка до 0,4% хрома, а также - при необходимости - для снижения роста зёрна при диффузионном отжиге - добавка железа до 0,2%. Специфическое действие циркония на медный сплав, способствующее снижению чувствительности ктрещинообразо- ванию, при подобных добавках не снижается внутри указанной области содержания.

Раскисл.ители, например бор, литий, магний или фосфор, до максимум 0,03%, а также обычные технологические загрязнения также не оказывают негативного влияния на склонность к образованию трещин сплава, применяемого в соответствии с изобретением.

Из выложенной заявки ФРГ Ms 2634614 известен дисперсионно-твердеющий сплав медь-никель-кремний-цирконий состава: 1- 5% никеля, 0,3-1,5% кремния, 0,05-0,35% циркония, остальное медь. Этот известный сплав, однако, должен применяться для изготовления объектов, которые в отвержденС

со

ном состоянии при комнатной температуре должны обладать повышенной вязкостью. Из описания получается, что действие циркония особенно благоприятно тогда, когда материал подвергается диффузионному от- жигу и дисперсионному твердению (после) холодной деформации от 10 до 40%.

Тем неожиданнее в рассматриваемом изобретении является то, что цирконий практически устраняет чувствительность к термоудару сплава медь-никель-кремний в только дисперсионно-отвержденном и перед дисперсионным твердением не подвергавшемся холодной деформации.состоянии. С помощью дополнительных исследований, кроме того, установлено, что термопрочность сплава, применяемого в соответствии с изобретением, при 500°С явно превышает термопрочность материалов, применяемых до настоящего времени для изготовления блоков боковых перемычек.

Далее было получено, что можно достигнуть дальнейшего улучшения механических свойств, если часть содержания циркония заменить до 0,15%, по меньшей мере, од- ним из элементов группы церия, гафния, ниобия,титана и ванадия.

Предложенный сплав, составы которого приведены в таблице, выплавляли в вакуумной среднечастотной печи. Расплав разли- вали в круглые чушки диаметром 173 мм, которые прессовали в прутки размером 55x55 мм. Прутки подвергали диффузионному отжигу при 790°С, а затем дисперсионному твердению при 480°С в течение 4 часов.

Термопрочность предложенного и известного сплавов определяли при температуре 500°С. Для определения трещиностойкости образцы размером 50x50 мм выдерживали в течение 2 часов при температуре 500°С, а затем охлаждали в воде при 25°G. Наличие или отсутствие трещин определяли визуально, а также с помощью микроскоца с 10-кратным увеличением.

Как следует из приведенных в таблице сведений, предложенный сплав по сравнению с известным обладает более высокой термопрочностыо и трещиностойкостью. Формула изобретения Дисперсионно-твердеющий сплав на основе меди для изготовления литейных форм, содержащий никель, кремний, хром,. железо, отличающийся тем, что, с целью повышения термопрочности и устранения склонности к трещинообразованию, он дополнительно содержит по крайней мере один элемент из группы, включающей цирконий, церий, гафний, ниобий, титан и ванадий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Никель1,6-2,4

Кремний0,5-0,8

Хром0,2-0,4

Железо0,01-0,2

по крайней мере один элемент из группы, включающей цирконий, церий, гафний, ниобий, титан и ванадий0,03-0,15 Медь Остальное.

Для изготовления литейных форм и боковых перемычек установок для непрерывноголитьяпредложен дисперсионно-твердеющий сплав на основе меди, содержащий, мас.%: никель 1,6-2,4; кремний 0,5-0,8; хром 0,2-0,4; железо 0,01- 0,20. по крайней мере, один элемент из группы, включающей цирконий, церий, гафний, ниобий, титан и ванадий 0,03-0,15, медь - остальное. Термостойкость предложенного сплава при температуре 500°С составляет 381-405 МПа, отсутствует склонность к образованию трещин после испытания термоударом (образцы, нагретые до 500°С, охлаждают в воде при 25°С). 1 табл.