Сплав на основе железа Советский патент 1976 года по МПК C22C37/08 

1

Изобретение относится к области металлургии, в частности к железоникелевым сплавам для упругих чувствительных элементов предназначенных для работы в интервале температур от 250 до минут 196°С.

Известен сплав на основе железа следующего химического состава, вес. %:

20,0-40,0

Никель 12,0-13,0 Хром

5,0-11,0 Марганец Алюминий

0,9-1,2

2,0-3,2 Титан Железо

Остальное, качестве примесей

В сплав указанного состава может содержать, вес. %:

УглеродНе более 0,05

КремнийНе более 0,5.

Известный сплав имеет следующие механические свойства:

Предел прочности, кг/мм 88,5

Предел текучести, кг/мм 61,0

Предел упругости, кг/мм 46,0

Относительное удлинение, % 19,2.

Релаксационная стойкость при нагрузк

62 кг/мм в интервале температур от 250 до

минус 196°С за 100

ч - падение напряжений не более 6-8,5%.

2

Известный сплав обладает низкой релаксационной стойкостью, упругостью и прочностью.I

Однако современным приборам необходимы упругие элементы с более высокими свойствами.

С целью повышения релаксационной стойкости, упругости и прочности в интервале от 250 до минус 196°С при сохранении немагнитности в этом же интервале температур предлагаемый сплав дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, вес. %:

20,0-40,0

Никель 12,0-14,0

Хром 5,0-11,0

Марганец 0,8-1,3

Алюминий 2,0-3,4

Титан 0,05-5,0

Ниобий Остальное.

Железо

В качестве нримесей предлагаемый сплав может содержать не более 0,05 вес. % утлерода и не более 0,5 вес. % кремния.

Механические свойства сплава представлены в таблице.

Релаксационная стойкость при нагрузке 65 кг/мм в интервале температур от 250 до минут 196°С за 100 ч - падение напряжений не превышает 4,5%.

Ниобий присутствует в сплаве в виде немагнитных интерметаллидных фаз и частично входит в состав Y-фазы, упрочняя ее. Рентгеноструктурный анализ выявил наличие таких фаз, которые повышают упругость, особенно при повышенных температурах.

Исследованием структуры сплава установлено, что при старении сплава выделяются упрочняюшая у-фаза типа Nis (Ti, Al) и карбонитриды Nb (С, N), наличие которых повышает прочность, упругость и релаксационную стойкость.

Высокие механические свойства и релаксационную стойкость сплав приобретает после закалки с температур 980-1100°С, охлаждения в воде с последующим старением при 700-750°С, выдержки в течение 4-8 ч при этой температуре и охлаждении на воздухе.

Предложенный сплав технологичен (глубина выдавливания по Эриксену 6,0-7,5 мм) для изготовления упругих чувствительных элементов сложной формы (мембран, сильфонов и др.). Сплав хорошо сваривается сам с собой и с не 2жавеющей сталью.

Формула изобретения

Сплав па основе железа, содержаший никель, хром, марганец, титан и алюминий, отличающийся тем, что, с целью повышения релаксационной стойкости, упругости и прочности в интервале от 250 до минус 196°С при сохранении немагнитности в этом же интервале температур, он дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, вес. 7о:

20,0-40,0

Никель 12,0-14,0

Хром 5,0-11,0

Марганец

Алюминий 0,8-1,3

Титан 2,0-3,4 0,05-5,0

Ниобий Остальное.

Железо