Способ получения молибденсодержащих лигатур

 

Использование: в металлургии цветных сплавов для получения легированных титановых сплавов методом вакуумного дугового переплава. Сущность изобретения: в способе получения молибденсодержащих лигатур, включая нагрев расплава, охлаждение и кристаллизацию, нагрев расплава осуществляют до температуры истинного раствора 2040-2270 K, выдерживают 15-25 мин и охлаждают со скоростью 1-10 K/с. Изобретение позволяет модифицировать легированные титановые сплавы, содержащие молибден, без введения посторонних примесей и обеспечивает дополнительное рафинирование лигатуры от неметаллических включений. 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения легированных титановых сплавов.

Известен способ получения молибденсодержащих лигатур, включающих нагрев расплава лигатуры до 800-1400^oC в течение 5 200 ч и охлаждение со скоростью выше 100^oC/с до кристаллизации (DE, 2205076, C 22 C 27/02, 1976).

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает высокого качества лигатуры по неметаллическим включениям и структуре.

Изобретение направлено на получение молибденсодержащих лигатур с мелкокристаллической структурой, обладающей модифицирующим эффектом и не содержащих неметаллические включения.

Решение задачи достигается тем, что в способе получения молибденсодержащих лигатур, включающем нагрев расплава, охлаждение и кристаллизацию, нагрев лигатуры осуществляют до температуры перехода в состояние гомогенного раствора 2040-2270 K, выдерживают расплав 15-25 мин, а охлаждение ведут со скоростью 1-10 K/с.

Предлагаемый способ основан на следующих физических закономерностях формирования структуры слитков. Согласно имеющимся экспериментальным данным в молибденсодержащих сплавах над линией ликвидуса существует интервал температур, перегрев выше которых обеспечивает переход расплава в состояние гомогенного раствора. При незначительном перегреве расплава над линией ликвидуса в нем сохраняется метастабильная микрогетерогенность коллоидного масштаба. Распад коллоида происходит при более высокой температуре (T). Значение T определяется экспериментально по началу совпадающего участка температурных зависимостей структурно-чувствительных свойств, соответствующих режимам нагрева и охлаждения.

Предлагаемые значения пределов температуры перегрева расплавов приведены в таблице. Данные выбраны по результатам анализа структурно-чувствительных свойств и являются оптимальными.

При охлаждении гомогенного раствора со скоростью 1-10 K/с формируется однородная мелкокристаллическая структура слитка по всему объему слитка. Интервал скоростей охлаждения 1-10 K/с выбран экспериментально и является типичным в технологии литья малых слитков. Увеличение скорости охлаждения способствует измельчению и сохранению однородной мелкокристаллической структуры слитка, но влечет за собой уменьшение их объема. Уменьшение скорости охлаждения ниже 1 K/с является технологически невыгодным, т.к. при этом структура слитка не измельчается.

Минимальная выдержка расплава до его кристаллизации 15 мин обусловлена временем, необходимым для протекания процесса диффузии, выравнивающих состав по объему слитка и рафинирования от неметаллических включений. Максимальная выдержка 25 мин связана с процессами расплава с футеровкой печи.

Пример. Предлагаемый способ получения молибденсодержащих лигатур обладающих модифицирующим эффектом, осуществлен при индукционном переплаве лигатуры АМТ-2 (48-52% Мо; 6-9% Ti, 0,3% Cr, ост. Al). При переплаве лигатуры в индукционной печи ИС-016, согласно предлагаемому методу, расплав перегрели до температуры 2070 K, выдержали 15 мин и кристаллизовали в чугунной изложнице на воздухе со скоростью 5 K/с. Исследование микроструктуры слитка показало измельчение структуры в 3-6 раз по сравнению с исходной лигатурой, отсутствие неметаллических включений. С использованием полученной лигатуры были выплавлены методом вакуумного дугового переплава 15-килограммовые слитки сплава Вт8 в один и два переплава. Исследовали продольное сечение слитка. Макроструктура опытных слитков значительно отличается от макроструктуры слитков, выплавленных с использованием серийной лигатуры: больше по площади зона с равноосной структурой, размер зерна мельче. Наблюдается дробление зерна в зоне столбчатых кристаллов.

Использование предложенного способа получения молибденсодержащих лигатур по сравнению с известными способами позволяет модифицировать легированные титановые сплавы, содержащие молибден, без введения посторонних примесей, что до сих пор не удавалось, обеспечивает дополнительное рафинирование лигатуры от неметаллических включений.

Формула изобретения

Способ получения молибденсодержащих лигатур, включающий нагрев расплава, охлаждение и кристаллизацию, отличающийся тем, что нагрев расплава осуществляют до 2040 2270 К, выдерживают расплав 15 25 мин и охлаждают со скоростью 1 10 К/с.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 10.08.2009

Дата публикации: 10.12.2011

---