Лигатура Советский патент 1982 года по МПК C22C35/00 

(5) ЛИГАТУРА

Изобретение относится к металлургии, в частности и изменению но- вых лигатур, предназначенных, в частности для легирования и рафинирования жаропрочных сплавов.

Известна лигатура, содержащая 2230% кальция, алюминия - остальное. Лигатура используется для выплавки сталей и сплавов П.

Недостатком ее является то, что она применятся только как раскислитель.

Известна также лигатура 2 следующего химического состава, вес.%:

Редкоземельные

. металлы35-40

Лантан, церий, празеодим, неодим

алюминийОстальное

Присадка данной лигатуры в жаропрочные сплавы на.основе никеля недостаточно .способствует повышению жаростойкости и сопротивления сгляткю при повышенных температурах, что в11Жно при применении этих сплавов для изготовления литого прессового или штампового инструмента.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту яв яется лигатура З следующего химического состава, вес.%:

Иттрий .20-30

Кальций5-10

Алюминий . Остальное

Недостатком данной лигатуры является ни-экая жаростойкость и сопротивление смятию при повышенной температуре жаропрочных сплавов, полу10ченных с помощью этой лигатуры.

Целью, изобретения является повышение жаростойкости и сопротивления смятию при повышенной температуре жаропрочных сплавов.

15

Цель достигается тем, что лигатура, содержащая иттрий, кальций и алюминий, дополнительно содержит церий при следуюдем соотношении компонентов, вес.%:

20

Иттрий 1-5

Кальций 1-4 Церий5-10

АЛЮМИНИЙ Остальное

Присутствие в лигатуре иттрия и

25 церия изменяет характер распределения неметаллических включений, которые становятся дисперснёй и более равномерно распределяются в объеме отливки. Кроме того, введение указан30ных элементов повышает адгезию окалпны к подложке за счет образования на границе между ними прослойки окислов иттрия и церия. Это способствует уменьшению стока вакансий к поверхно ти основного металла, что приводит к снижению количества пор в этом участ ке и, соответственно, к повышению прочности окалины с металлом. Введение в сплавы с лигатурой кгш ция в указанных пределах способствует повьлиению пластических характерис 1ТИК сплава за счет рафинирования и Нейтрализации вредных примесей, таких как свинец, сера, цинк, олово, сурьма и др., с которыми он образует тугогшавкие соединения с температурой плавления, превышающей. 10РО°С. Лигатуру выплавляют в индукционной печи емкостью 25 кг. Состав выплавленных лигатур в объе ме предлагаемого содержания приведен в табл. 1. , Лигатуру вводят в сплав ЭЙ 698 в количестве 1-5% от веса плавки перед сливом металла в керамические из индукционной печи емкостью до 100 кг. Кроме того, для сопостав ления действия предлагаемой лигатуры на свойства выплавляют сплав того же состава, но с присадкой иттрия и кальция отдельно (табл. 2, плавка 4) в тех же количествах, а также сплав, в который вводят известную лигатуру. Испытания на сопротивление смятию проводят на прямоугольных образцах размерами 1010 20 мм. Образцы помещают в печь и распола1 ают в горизонтальной плоскости крест на крест и ребро на ребро. После нагрева до и выдержки в течение 1 ч к образцам прикладывают постоянную наг1

1 3

3

5

4 10 20

Таблица 1

1 1 1 0,5

Остальное То же рузку усилием 25 кгс и производят с помощью индикатора замер глубины .бдавливания образцов друг в друга. Жаростойкость оценивают по увеличению массы образца при выдержке его в течение 10 ч при 900°С. Механические свойства сплава ЭН698, обработанного предлагаемой и известной лигатурами, представлены в табл. 2, а жаростойкость и сопротивление смятию в табл. 3. -: . Приведенные в табл.3 данные покаэывгиот, что жаростойкость сплава с присадкой предлагаемой лигатуры повышается в 1,6-1,8 раза, а сопротивление смятию - в 1, 7-1, 9. раза, по сравнению со сплавом/ где применялась известная лигатура, а также со сплавом, выплавка которого производилась без применения лигатуры. Это свидетельствует о том, что введение предлагаемой лигатуры в сплав на основе никеля типа ЭЙ 698 способствует улучшению целого комплекса эксплуатационных свойств литого инструмента, предназначенного для горячей обработки сплавов давлением. Предварительный расчет техникоэкономического эффекта от примене ния предлагаемойлигатуры при получении отливок матриц и штамповых вставок из сплава эи 698 составляет 1500 руб на тонну годных деформированных полуфабрикатов из сталей и сплавов, а при использовании известной лигатуры - 1100 руб. на тонну. Такой эффект достигается за счет повышения жаростойкости и механической прочности инструмента, работающего в условиях повышенных температур и нагрузок на смятие.

Таблица 2

:Та6лица 3