Сплав на основе меди

 

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе меди. Сплав на основе меди содержит, маc.%: 0,55-2,5 бериллия, 1,6-2,0 кадмия, медь - остальное. Применение сплава обеспечивает увеличение срока службы изделий, работающих в окислительных средах при повышенных (до 1073К) температурах и к которым предъявляются высокие требования по электро- и теплопроводности, например для фурм доменных печей и конверторов, кристаллизаторов, щеткодержателей и др. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе меди, предназначенных для изделий, работающих в высокотемпературных окислительных средах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный сплав на основе меди, выбранный в качестве прототипа, содержащий 0,01-2,5% бериллия и 0,1-1,5% кадмия 2038390 C (THE AMERICAN BRASS COMPANY), 21.04.36, C 22 C 9/00).

Недостатком сплава является низкая стойкость при окислении при повышенных температурах (1073К), привес образцов при таком окислении составляет 0,15 - 0,20 м/м².

Техническая задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в повышении стойкости сплава при высокотемпературном окислении при сохранении высокого уровня электро- и теплопроводности.

Решение задачи достигается тем, что сплав на основе меди, содержащей бериллий и кадмий, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: Бериллий - 0,55-2,5 Кадмий - 1,6-2,0 Медь - Остальное Сущность изобретения поясняется следующим. Предлагаемый сплав на основе меди содержит 0,55-2,5% бериллия и 1,6-2,0% кадмия и разработан для изделий, работающих в окислительных средах при высоких (до 1073К) температурах и к которым предъявляются высокие требования по электро- и теплопроводности.

В предложенном сплаве легирующие элементы обеспечивают прочностные свойства сплава. Бериллий, в указанном выше соотношении с кадмием, является основным элементом, обеспечивающим повышение стойкости сплава при окислении меди при температурах до 1073К. При содержании бериллия менее 0,55% значительно повышается окисляемость сплава. Оптимальное содержание бериллия (0,55-2,5%) в сочетании с кадмием не снижает электро- и теплопроводность сплава за счет образования интерметаллических соединений. Бериллий в количестве более 2,5% значительно понижает электро- и теплопроводность сплава. Оптимальное содержание кадмия в сплаве 1,6 - 2,0%. При содержании кадмия менее 1,6% снижается электро- и теплопроводность сплава. Более высокое содержание кадмия (более 2,0%) повышает окисляемость сплава.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Химический состав и свойства исследуемых сплавов приведены в таблицах 1 и 2 (см. в конце описания).

Сплавы готовили в индукционной плавильной печи в графитошамотном тигле. Технология плавки практически не отличалась от общепринятой. После расплавления меди и ее раскисления вводили бериллий, а затем кадмий. Элементы вводили в виде лигатур медь - 4% бериллия и медь - 30% кадмия. Сплавы разливали при температуре 1150-1170^oC в изложницы, слитки гомогенизировали и из полученных слитков вытачивали образцы для определения механических свойств, электропроводности и окисляемости. Об окисляемости сплавов судили по привесу (Δm) образцов при нагреве при 1073К в течение 20 часов в окислительной атмосфере. Механические свойства определяли при растяжении гагаринских образцов диаметром 5 мм на машине ИМ - 4Р. Электропроводность определяли электроиндуктивным методом на приборе ИЭ 1, теплопроводность оценивалась исходя из значений электропроводности по уравнению Видеманна - Франца. Результаты испытаний показаны в таблице 2.

Как видно из представленных данных, окисляемость предложенного сплава при температуре 1073К в несколько раз ниже известного, электро- и теплопроводность примерно одинакова с известным.

Предложенный сплав предназначается для изготовления изделий, работающих при повышенных температурах в окислительных средах (например, фурмы доменных печей, конверторов, кристаллизаторы и др.). При изготовлении таких деталей из предложенного сплава увеличивается срок их службы в 2 раза.

Формула изобретения

Сплав на основе меди, содержащий бериллий и кадмий, отличающийся тем, что компоненты сплава взяты в следующем соотношении, мас.%: Бериллий - 0,55 - 2,5 Кадмий - 1,6 - 2,0 Медь - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1