Способ термической обработки изделий из карбидов тугоплавких металлов Советский патент 1980 года по МПК B22F3/24 C22C29/06 

I

Изобретение относится к порошковой металлургии, а.именно к изделиям, изготовленным из хрупких материалов, например из карбидов тугоплавких металлов, и может быть использовано для увеличения термостойкости высокотемпературных изделий, например в теплоэнергетике, ракетной технике, машиностроении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки керамических огнеупорных труб, при котором изделие нагревают до температуры спекания, выдерживают при этой температуре, а затем охлаждают 1.

Недостаток способа заключается в то что его невозможно использовать для изделий, циклически работающих при повьпленных температурах.

Цель изобретения - повьпиение термостойкости изделий.

Указанная цель достигается тем, что изделия перед нагревом до температуры спекания подвергают предварительному нагреву до ЗОО-350°С с последующим охла вдением в воде, а выдержку при температуре спекания проводят в течени ч. При этом предварительный напрев и нагрев до температуры спекания проводят MHoroKpaiHO, пр1гчем при каж дом последующем повторении температуру предварительного нагрева повышают на 20-30°С.

Сущность способа заключается в следующем.

Хрупким материалам npncyuia значительная неоднородность прочностных свойств, обусловленная наличием различных дефектов. В процессе термонагружгния путем резкогх) охлаждения на рабочей поверхности возникают мелкие трещины, не вызываюшне полно ixj раарущения изде71ия на отдельные части, которые проходят по мосту иаиболос опасных дефектов. В пронсссо c-rx-iiira 3 трещины вместе с открывшимися дефектами залечиваются диффузионным путем При этом залечивание трещин приводит к восстановлению механической прочности, а нейтрализапия дефектов к повышению прочности и термостойкости. Многократное повторение цикла разрушение н- отжиг. с постепенным увеличением уровня предварительного термонагружения позволяет нейтрализовать следуюяще по степени опасности дефекты и усилить эффект повышения -термостойкости. Полученный эффект не зависит от температуры эксплуатации изделия и сохраняется при повторных нагревах. Кром того, данный способ позволяет повышат термостойкость изделий самой различной конфигурации. Пример. Изделия, изготовленны из карбида циркония, карбида ниобия, твердого раствора циркония и ниобия и 04 других материалов в ввде стержней диаметром 2 мм и длиной 10О мм, подвергают предварительному термонагруженню путем нагрева с последующим охлаждением в воде, в результате чего на поверхности стержней возникают трещины глубиной до ЗОО мкм. Затем стерж1ш отжигают при 2400-2500 С в среде аргона в течение 1-3 ч. Продолжительность Отжига, достаточную для залечивания трещин, определяют экспериментально, посредством варьирования времени отжига и определения механической прочности. В результате отжига трещины залечиваются, а механическая прочность восстанавливается и даже возрастает на . . Результаты определения термостойкости стержней, оцененной величиной теплового потока, вызывающего появление первых трещин, представлены в табл. 1. Таблица

В табл. 2 приведены результаты ределения термостойкости стержней, подйерг нутых многократному повторению цикла разрушение отжиг с постепен- j ным увеличением уровня термонагружения (температуры нагрева перед охлаждением), Т а б л и ц а 2 Из результатов таблия № 1 и 2 видно что предлагаемый способ позволяет повысить термостойкость изделий в 1,5-2 раза. Формула изобретения 1. Способ термической обработки иэделий из карбидов тугоплавких металлов, включающий нагрев до температуры спекания, выдержку при этой температуре и последующее охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости, изделия перед . нагревом до температуры спекания подвергают предварительному нагреву до температуры С с посл.едуюшим охлаждением в воде, а выдержку при температуре спекания проводят в течение 1-3 ч. 2, Способ ПОП.1, отличающийся тем, что предварительный нагрев и нагрев до температуры спекания проводят многократно, причем при каждом последующем повторении температуру предварительного нагрева повыщают на , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N9 367071, кл. С 04 В 35/64, 1971.