Способ получения биметаллов Советский патент 1977 года по МПК B23P3/06 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛА

1

Изобретение касается получения биметаллй, предназначенного для использования в условиях циклического воздействия температур.

Известен способ получения биметалла T;ll сталь-ниобий или сталь-титан, путем прокатки в вакууме, которая позволяет хорошо контролировать параметры процесса (вакуум, температуру, обжатие и npj, в результате чего достигается лучшее качество биметалла,

Однако при работе в режиме циклически нзменяющихся температур (нагрев-охлаждение) нарушается сплошность границы раздела слоев биметалла. Это происходит из-з того, что в результате различия коэффициен- тс® термического расширения на границе раздела возникают термические напряжения, сжимающие один и растягивающие другой слой материала.

Максимальное значение термонапряжения у границы раздела слоев намного превосходит предел текучести наименее прочной составляющей многослойного материала и приво дит к возникновеЕ1ию и развитию трещин на границе раздела ссютавляюишх, что, в конечном итоге, вызьшает разрушение материала или изделия из него после малого числа циклов.

Известен также способ получения биметалла 2 путем выполнения на контактирующих поверхностях составляющих биме-талла равномерно расположенных выступов. Но и этот метод имеет тот иедостатсж, что свойства полученного материала анизотропны и плохо контролируемы.

Для повышения долговечности биметалла, изсугропности и контролируемости его свойств при работе в условиях циклического воэдействия температур на контактирующих поверхностях компонент биметалла формируют профиль в виде равномерно чередующихся выступов,например, пирамидальной формы.

Указанный профиль можно получить строжкой во взаимноперпендикуляпных направлениях на определенную глубину и с определенной подачей, выфрезерованием равномерно распределенных канавок, глубина и ширина которых определяются конкретными свойствами материала и; условиями его работы. Кроме того, такой профиль можно

получить насечкой штампами, накаттсой и другими способами.

атем подготсвлвнные таким образом исходные составляющие собирают в пакет и- 5 получают из него биметалл диффуаиЕЖнсЛ сваркЫ1 или прсжатеой в вакууме, прок гпсой герметизированных или вакуумврованаых пакет в в пр.

В качестве примера можно привести по- ю лучение биметалла ниобай -- нержавеющая сталь с просл(кс меди. Контактные поверхности пластин нвобиа размером 25х ЮОхЗОО мм в стада размером 20х1ОО ЗОО мм строгают во взаимнсх-перпендику- i5 лярвых валрдЫ1ениях так, чтобы на этих поверхностях тетрагсжальные выступы имели высоту 0,1-О,4 мм, размер оснсаания от 0,1 X 0,1 мм до О,4хр,4 мм и расстояние между ершиками 0,1-О,4 мм.За- 20 тем эти пластины я шшстчньг меди размером (O,5-2,O}xlOiOx3OO мм лромывают в спирте и собирают в пакет. В передней части составляющие пакета скрепляют двумя шпильками,25

Пакет нагревают в вакууме 1-10 тррр при 1000 С. Время нагрева пакета определяют из расчета 1 мин на 1 мм толщины пакета. Затем пакет прокатывают в вакууме IlO торр в один пропуск с 30 жатием 2О-25%.

Биметалл ниобий-нержавеющая сталь с врослойкой меди, полученньй таким способом, имеет комнатнс л температуре предел прочности 32 кг/мм в предел текучести 5 26 кг/мм.

Материал при нспытанвж на отрыв раару шаетсн на прослойке мейи. При испытании ыатериала на вакуумплотяость соединения галвевья ч течеискателем с чувствитепьностЬ10| ю

l.lon.MKM рт.ст./сек течь не наблюдается.

Эти свойства материала сохраняются после 60 циклов обработки по следующим режимам: нагрев от 2О до 900 С э течение Ю мин, выдержка при 900 С в течение 2 мин, охлаждение до 20°С в течение 1 час.

Аналогичный биметалл с ровной границей раздела слоев теряет вакуумплотность после 22 циклов по указанному режиму. Биметалл, рельеф границы раздела которого состоит из канавок глубиной 0,1-0,4 мм с расстоянием. между ними 0,1-0,4 мм, имеет после 25 циклов по этому же режиму разную остаточную деформацию в направлени канавок- и в направление, перпендикулярном канавкам.

б р е т е ни

Формула изо

Способ получения биметаллов, включаю швй предварительное профилирование контактирующих поверхностей компонентов биметалла путем нанесенвя рельефа в виде равномерно чередукявихся выступов, о т- лишающийся тем, что, с обеспечения изотропноств свойств при работе в условиях цвклЕческого воздействия температур, выступы выполняют в форме правильных пирамвд.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Производство биметаллов обработкой давлением . Труд ЦНИИПИ, М, 1966,с.28 29.