Способ определения температуры термомеханической обработки тугоплавких металлов и сплавов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

«о 722991 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 260978 (21) 2673179/22-02 (S1)М. Кл.

С 22 F 1/18 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыти и (23) Приоритет

Опубликовано 2503.80. Бюллетень )(о 11 (53) УДК 621..785,1 (088. 8) Дата опубликования описания 250380 (72) Автор изобретения

И,И,Коробков (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЧ

ОБ РАБОТКИ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к упрочняюшим методам обработки материалов, и может быть использовано при разработке режимов упрочняющей термомеханичес-5 кой обработки таких металлов, как титан, цирконий, гафний, ниобий, тантал ванадий и др., а также сплавов на их основе, для которых характерна воэможность растворять в заметных количествах кислород, азот или углерод.

Для определения температуры, при которой, следует деформировать металл или сплав, содержащий примеси внедрения, чтобы вызвать упрочняющий .эффект15 динамического деформационного старения используют способ испытания образцов на растяжение (1).

Известен способ определения температуры упрочнения при термомехани- 20 ческой обработке сплавов циркония, в соответствии с которым для каждого сплава проводят серию механических испытаний на растяжение большого числа образцов при различных темпера-25 турах (2) ° В результате получают зависимость предела прочности от температуры для каждой из выбранных скоростей деформации и по этим данньм устанавливают режимы обработки: тем- 30 пературу и скорость деформации, при которых имеет место увеличение предела прочности сплава, Однако такой способ определения температуры упрочняющей обработки требует значительных затрат времени и материалов, Целью изобретения является упрощение процесса, а также повышение точности определения температуры, при которой..следует вести упрочняющую обработку конкретного сплава.

Поставленная цель достигается тем, что в процессе нагрева сплава постоянно измеряют микротвердость в интервале 100-800 С, строят график зависимости микротвердости от температуры и по полученным данным определяют температуры, при которых наблюдаются максимумы микротвердости. Увеличение микротвердости отражает упрочение материала, поэтому максимум микротвердости характеризует температуру, при кОторой деформация образца вызывает наибольший эффек упрочнения.

Упрочнение обусловлено тем, что при определенных температурах, когда диффузионная. подвижность атомов примеси внедрения становится сравнимой со скоростью движения дислокаций,опре72 299 1

Формула изобретения

Составитель С .Николаева

Техред М.Кузьма Корректор Е.Папп

Редактор Н.Козлова

Тираж 694 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 317/16

Филиал ППЛ Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 деяяемой скоростью деформации материала под индентором, происходит стягивание атомов внедрения к дислокациям, что приводит к торможению движения дислокаций и упрочнению материала..

Так как размеры атомов кислорода, азота и углерода различны, они поиобретают укаэанную подвижность в сплаве при разных температурах. При температурах ниже 100 С подвижность атомов внедрения оказывается недостаточной, а выше 800 С вЂ” слишком вели- . ка, чтобы взаимодействовать с движущимися.дислокациями. Этим определяется необходимый интервал испытаний (100-800 С) .

Температуру упрочняющей термомеханической обработки определяют для сплава циркония с 2,5% ниобия, содержащего в качестве основной примеси внедрения!кислород (0,12%). Слиток сплава деформируют на 503 и вырезают образец размером 12х12х3 мм. После приготовления шлифа образец для выравнивания структуры отщигают в вакууме 2 ° 10 мм рт,ст, при 570 С в течение 5 ч. Измерение микротвердости производят на высокотемпературном вакуумном микротвердомере. Образец нагревают со скоростью 1,4 об/мин в интервале 100-300 С и каждую минуту производят измерение микротвердости при нагрузке 200 г,и времени выдержки под нагрузкой 30 сек..Иэ этих данных следует, что сплав циркония с 2,5Ъ ниобия и 0,12% кислорода может быть упрочнен деформированием его при 260 С + 5

Преложенный способ определения температуры упрочняющей обработки позволяет экономить материал,так как не требуется серия образцов, и повысить точность определения укаэанной температуры за счет высокой плотности результатов измерения.

Способ определения температуры термомеханической обработки тугоплавких металлов и сплавов, включаюший нагрев, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения точности определения темпера20 туры, .в процессе нагрева измеряют микротвердость в интервале 100-800 С, строят график зависимости микротвердости от температуры и по максимуму микротвердости определяют искомую температуру. ":

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Metals and Mater . 5, Р 2, 1971, 2. Патент США Р 3884728, кл. 148-11.5, опублик. 1974.