Сплав на основе никеля
СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ,содержащий хром, алюминий и кремний, отличающийся тем, что, с целью повьшения пластичности и понижения температур плавления и затвердевания , он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мае0%: 10,0-15,0 Хром 2,5-5,0 Алюминий 0,4-1,5 Кремний Медь 0,1-1,5 Никель Остальное (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 С 19/03
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 3576409/02 (22) 08 . 04. 83 (46) 30.07.91. Бюл. N9 28 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии .им, И.П. Бардина (72) А..А. Хохлов, Ф.Л. Левин, . А.Г. Сорокин, M.Ã.,Kâàïþâ, А.И. Лойников, Л.А. Сачина, В.Н. Зикеев, С.A. Коканов, В.Л. Родионов, О,П. Никитин и В.С. Прянишников (53) 669. 24, 26. 71. 782.3 (088.8) (56) Australian dental Jornal, 1978, v. 23, р. 2, р.р.192-195.
"The Jornal of prosthetic den.—
tistry" December, 1978, 40, 6,.р.р. 637-641. ю
Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам на хромоникелевой основе, предназначенным для изготовления цельнолитых коронок и мостовиднык протезов, покрываемых керамикой.
В настоящее время известен сплав на основе никеля, содержащий мас .%:
Углерод 0-0,003
Хром 18,0-25,0
Молибден 6,3-10,8
Алюминий 2, 1-6,6
Марганец 3,5-7, 1
Ниобий 0-9,0
Вольфрам 0-18,3
Ванадий 0-9,5
Тантал 0-2, 7
Титан 0-1090
„„SU„„1112799 А 1
2 (54) (57) СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ,содержащий хром, алюминий и кремний, отличающийся тем, что, с целью повьппения пластичности и IIoнижения температур плавления и затвердевания, он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, .мас.%:
Хром 10.,0-15,0
Алюминий 2,5-5,0
Кремний 0,4-1,5
Медь О, 1-1,5
Никель Остальное
Медь 0-18, Ь
Никель Остальное
Недостатками известного сплава являются высокая температура плавления 1450 С, склонность к охрупчивао нию вследствие вьделения значительного количества интерметаллидной фазы
Ni A1, плохая обрабатываемость.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату к изобретению является известный сплав, содержащий, мас .%:
Углерод 0,09
Хром 10, 0-14, 0
Алюминий 1,0-4,0
Молибден 5,0
Ниобий -5, 0
Кремний 0,8-2,0
1112799 ратур плавления и затвердевания.
Цель достигается тем, что в известный сплав на основе никеля, содержащий хром, алюминий и кремний, дополнительно вводится медь при следующем соотношении компонентов, мас.7: .Хром
Алюминий
Кр емний
Медь
Никель
10,0-15,0
2,5-5,0
0,4-1, 5
О, 1-1,5
Ос тал ь ное
40 о
Легирование медью в пределах 0,11, 57 облагораживает электр охимический потенциал сплава в агрессивной среде, улучшает антикоррозионные свойства.
Медь, имеющая температуру плавления
1083 С, позволяет уменьшать темпера50 туру плавления сплава и сузить интервал температур ликвидус — солидус °
Превышение содержания меди свьппе
1,57 не вызывается необходимостью, а менее О, 17 неэффективно, Содержание хрома в металле не менее 107 необходимо для обеспечения коррозионной устойчивости металла в атмосферных условиях, водных растИзвестный сплав используется для изготовления металлокерамических зубных протезов. Этот сплав характеризуется минимальной усадкой после плавления, высокой прочностью и способностью образовывать на поверхности металла окисленную пленку, обеспечивающую прочную связь с фарфором.
Недостатком указанного сплава 10 является высокая температура плавлео ния 1400 С, широкий интервал температур ликвидус — сопидус, что затрудняет использование металла в зубоврачебной практике, приводит к выделению (выпотеванию) жидкого металла в "матрице при операциях нагревания и кристаллизации, создает неоднородность свойств, приводит к уменьшению прочностных характеристик литого 20 сплава при повторных нагревах, связанных с нанесением металлркерамики.
Сплав в литом состоянии имеет предел текучести 8 t кгс/мм, после повторных нагревов при 982 С 59 кгс/мм .
Известный сплав характеризуется низкой пластичностью — относительное удлинение = 0,6-1,27, что затрудняет пластическую де.формацию металла .
Целью изобретения является повышение пластичности и понижение темпеворах различного солесодержания, в том числе в морской воде, физиологических растворах, крови, слюне, Содержание хрома в пределах 10-15% (в сочетании с остальными компонентами сплава) достаточно для образования защитной окисной пленки на поверхности сплава, обеспечивающей хорошую антикоррозионную защиту и хорошую сцепляемость металла с керамикой. Предложенный сплав имеет прочную связь с керамикой. Содержани е хрома с выше
15% недопустимо, так как приводит к повышению температуры плавления сплава, Содержание алюминия в пределах
2,5-57. положительно сказывается на повышении коррозионной устойчивости металла в вышеперечисленных условиях вследствие образования устойчивой и прочной окисной пленки «а поверхности сплава. При содержании алюминия менее 2,57 его влияние практически не проявляется, при содержании более 57. сказывается отрицательное влияние алюминия на охрупчивание сплава в связи с увеличением в структуре количества интерметаллидов типа
Ni A1 .
Кремний в пределах 0,4-1,57 также положительно влияет на повышение коррозионной устойчивости сплава, входя в состав защитной окисной пленки и твердого раствора, обеспечивает хорошую сцепляемость окисной пленки с керамикой, являясь наряду с алюминием общим компонентом как в сплаве, так и в керамике. Кремний, как и алюминий, способствует раскислению сплава. Содержание кремния менее 0,47 неэффективно, а более l 57 нецелесообразно, так как не приводйт к дальнейшему улучшению свойств металла.
Наличие перечисленных легирующих элементов в заданных пределах их содержания позволяет обеспечить ценный комплекс свойств: низкую температуру плавления, узкий интервал температур ликвидус — солидус, высокую коррозионную устойчивость и технологичность сплава применительно к цельнолитым коронкам и мостовидным протезам, предназначенным для покрытия керамикой.
При этом сплав характеризуется минимальной усадкой после кристаллизации, высокими прочностными свойствами и способностью образовывать на поверх1112799
Температурный интервал горячей -. пластической деформации сплава предложенного состава находится в пределах температур 1200-800 С. После горячей пластической деформации и отжига с температуры 1250 С сплав хао рактеризуется болев высоким, чем в литом состоянии, уровнем пластичности 0 = 50-60X, g = 55-65K., а также высокой вязкостью КСИ=360 Дж/см .
Упрочненное состояние сплава (1з, 6 70-750 NIIA) обеспечивается за счет упрочнения твердого раствора легирующнми элементами и вследствие вьщеления интерметаллидов типа Ni Al.
Технико-экономическая эффективность предложенного сплава обусловлена более низкими значениями температур плавления и затвердевания, что облегчает работу со сплавом в стоматологической практике. Более высокие значения пластичности значительно повышают технологичность сплава при
его обработке.
Твблнна1
Химический состав сплава нв основе никеля
Сплав, в
Сг
Al Si
13,б
3,6
О, ОО6
0,8 о,оз
О,ОО6
1,5
1 Предлоаенный
z о,оз
0,8
О, 005 О, 007
4,0
0,1
12,О
5 ° О
О,ОО7
0,05 о,з
О,О08
1О,О
1>5!
5,0
О, 005 0,008
0,4
0,08
2,5
0,5
5 известный
11,О 1,8 1,1
Т а б л н ц.а 2
Физико-механические свойства сплавов известного и предлоаенного в питом состоянии
Предел прочности в °
ИПа г
Твердость, н, Т емпература плавления, С о от носит ел ьемператуа перехоа в твердое остояние
Сплав, р ное удлинение Л,." при охлааенин, С
Предлоаенный
1250
270
1280
10,2
700
1300
1350
250
670
1 270
1320
250
720
1280
260
1350
680
Известный
14 00
0,6-0,8.
268-350!
320
650-8 20 ности тончайшую защитную окисную пленку, прочно связывающуюся с .керамикой.
Сплав выполняется на чистых шихтовых материалах в индукционной высокочастотной электропечи. Предпочтительно использовать вакуумную индукционную печь для обеспечения низкой гаэонасыщенности сплава.
В табл.1 указаны примеры химического состава предложенного и известного сплавов, в табл.2 — физико-ме— ханические свойства указанных сплавов.
Как видно из табл .2, предложенный сплав характеризуется более низкой температурой плавления (12801350 С) в зависимости от хииического состава, более низкой температурой перехода в твердое состояние при охлаждении (1250-1300 С), меньшим интервалом температур ликвидус — солидус (30-70 С), более высокой пластичностью при аналогичном уровне прочности в сравнении с известным сплавом,25
О,О8 3,6 3,2