Высокопрочный железоникелевый сплав с низким температурным коэффициентом линейного расширения

 

Высокопрочные Fe-NI инварные сплавы могут быть использованы для изготовления элементов конструкции и деталей приборов , предназначенных для работы в условиях повышенных нагрузок при сохранении постоянства температур. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств Fe-NI-Be инеарных сплавов (до оо.2 1200 МПа; гтв - -1300 МПа) при сохранении низких значений в интервале температур (-60 - + 60°С) (а 2,4 10 К ). Сплав содержит количество никеля и бериллия в следующем соотношении , мае. никель 40-41,5; бериллий 0,85- 0,95; железо остальное, при этом отношение содержания никеля к бериллию составляет 43-47. 2 табл.

пню С 22 С 38/08

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5045422/02 (22) 01.06.92 (4б) 07.09..93. Бюл, гв 33-36 (76) Захаров А,И., Гуляев А,А., Свистунова

Е.Л. (56) 1. Прецизионные сплавы. Справочник.

Под ред. Б.В.Молотилова. М.:Металлургия, 1983, с. 213-216.

2. Авторское свидетельство СССР

М 644163, кл. С 22 С 38/40. (54) ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЖЕЛЕЗОНИКЕЛЕВЫЙ СПЛАВ С НИЗКИМ ТЕМПЕРАТУРНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ЛИНЕЙНОГО

РАСШИРЕНИЯ (57) Высокопрочные Fe-Nl èíâàðíûå сплавы могут быть использованы для изготовления

Изобретение относится к металлургии в частности к прецизионным сплавам, которые используются для изготовления элементов конструкций и деталей приборов, предназначенных для работы в условиях повышенных нагрузок при сохранении постоянств размеров в ходе изменения температур.

Известен прецизионный ве Ре (1) следующего состава

Никель

Марганец

Хром

Железо

Сплав имеет следующие

Предел текучести

Предел прочности сплав на осно, мас. (,:

35,0-37,0

0,3-0,6

0,6

Остальное свойства:

260 МПа

430МПа

„. ЯЦ,,„ 2000350 C элементов конструкции и деталей приборов, предназначенных для работы в условиях повышенных нагрузок при сохранении постоянства температур. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств Fe-Ni-Be инварных сплавов(до ао2-1200 МПа; гт -1300 МПа) при сохранении низких значений в интервале температур (-60 - + 60 С) (a =- 2,4 10 К ). Сплав содержит количество

-1 никеля и бериллия в следующем соотношении, мас.: никель 40-41.5; бериллий 0,850.95; железо остальное, при этом отношение содержания никеля к бериллию составляет 43-47, 2 табл.

Температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) в интервале температур (-60-+ 60 С) 110 К

Недостатком сплава являются низкие прочностные свойства.

Наиболее близким к заявляемому спла-, (Л ву является дисперсионно-твердеющий инва ный сплав на основе Fe 2 сле ю его р () ду щ состава, мас, Д:

Никель 36,5-39,5

Хром 0,2-0.6

Алюминий 0,05-0,2

Бериллий 0.6-0,8

Железо Остальное

Сплав обладает следующими свойствами:

Пред л текучести 1100 МПэ

Предел прочности 1200 МПа

ТКЛР (-60 - 60"С) 2,3 10 К

Недостатком сплава являются относительно невысокие прочностные свойства, Техническим результатом изобретения является повышение прочности при сохранении низкого значения ТКЛР в интервале температур (-60 -+ 60 С).

Э го достигается тем, что в сплаве на основе Ге, содержащем Ni u Be. увеличивается содержание Nl u Be при следующем соотношении компонентов, мас.%;

Никель 40,0-41,5

Бериллий 0,85-0,95

Железо Остальное

Сплав содержит технологические добавки, мас.%:

Никель 40,0-41,5

Бериллий 0.85-0.95

Железо Остальное

Сплав содержит технологические добавки, мас. %, Марганец Не более 0,2

Кремний Не более 0,1 и неизбежные примеси, мас. :

Углерод Не более 0,03

Азот Не более 0,01. которые в указанных пределах не влияют на указанный технический результат.

Изобретение основано на том, что в дисперсионно-твердеющих сплавах Fe-NiBe, закаленных от температуры 11001200 С и саста ре н н ы х и р и 550-600 С в течение 1-2ч, из пересыщенного твердого раствора выделяется мелкодисперсная упрочняющая фаза NIBe. Увеличение содержания Be в сплаве по сравнению с известным сплавом до 0,85-0,95% приводит к существенному повышению прочностных характеристик за счет увеличения объемной доли выделяющейся фазы. Увеличение содержания никеля в сплаве до 40-41,5% обеспечивает сохранение низкого ТКЛР при конечной термической обработке. а также противодействует мартенситному превращению при низких температурах и напряжениях, близких к пределу текучести, и

5 снимает необходимость введения с этой целью хрома. Следует отметить, что для сохранения низкого ТКЛР в Fe-Nl-8е сплавах указанного диапазона концентрацией необходимо также, чтобы отношение содержания Nl к Be составляло 43-47. Увеличение в сплаве содержания NI более 41,5 и Be более

0,95 нецелесообразно. так как приводит к существенному повышению ТКЛР.

Предлагаемые сплавы выплавляли в ва"5 куумной индукционной печи и затем проковывали при Т = 1050-1100 С на прутки, из которых изготавливали образцы для механических испытаний и измерений ТКЛР. Химический состав сплавов (мас.%) приведен

20 в табл.1.

В сплавах содержатся технологические примеси, мас..%: марганец 0,2; кремний 0,1 и углерод 0,03, Свойства предлагаемого и известного сплавов приведены в табл.2. (Состав известного сплава, мас.%: Ni 38; Be 0.7; Сг 0,4; Al

0.1: Fe остальное).

Как видно иэ табл.2, предложенный сплав обладает более высокими прочностными характеристиками, чем известный сплав при сохранении низкого температурнбго коэффициента линейного расширения.

Формула изобретения

В ысокопрочный железоникелевый сплав с низким температурным коэффициентом линейного расширения, содержащий бериллий, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

40 никель 40,0-41,5 бериллий 0,85-0,95 железо остальное при этом отношение содержания никеля к бериллию составляет 43-47.

Таблица 1

2000350

Таблица 2

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Редактор

Заказ 3066

Составитель А.Захаров

Техред М.Моргентал Корректор С.Лисина

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4(5