Сплав

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 73 1 А 1 06 1)5 С 22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОР У СВИДЕТЕЛЬС 2 тс ти способа является связи с высоким а выплавка обязаГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 1491011, кл. С 22 С 27/06, 1987.Прецизионные сплавы, Справочное изд. М.: Металлургия, 1983. Изобретение относи я к области металлургии, в частнос к разработке жаростойкого сплава с определенным термическим коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), близким к ТКЛР керамики.Электрохимические устройства с твердым электролитом находят широкое применение в таких областях производства, как металлургия, энергетика, химия и машиностроение.В настоящее время подавляющее большинство электрохимических устройств изготовляются в чисто керамическом варианте.Использование металла вместо керамики в качестве конструкционного материала для изготовления газоподводов и токоотводов во многом зависит от разработки материала, который, наряду со строго определенным температурным изменением коэффициента термического расширения в(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке жаростойкого сплава с заданным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), С целью достижения уровня ТКЛР, близкого к ТКЛР керамики в интервале температур 100-1000 С и повышения жаростойкости, предложен сплав на основе железа, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и титан, в который дополнительно введены алюминий и титан, при следующем соотношении компонентов, мас.о(, углерод 0,04 - 0,05; кремний 0,25 - 1,0; марганец 0,5-0,8; хром 30 - 35; алюминий 0,5-1,0; лантан 0,15 - 0,9;железо - остальное. 1 табл. интервале температур 100-1000 С, будет обладать также и высокой жаростойкостью на воздухе при этих температурах. Такое требование обусловлено критерием совместимости конструкционного металлического материала (газоподводов, токоотводов) и твердого электролита (керамики), являющегося основной частью электрохимических устройств,Из известных материалов наиболее подходящим для этой цели представляется сплав на основе хрома (см, авт. св. М 1491011, 1987), термический коэффициент линейного расширения которого в интервале температур 100-1000 С составляет(10,0 - 10,2) 10 град, Сплав обладает также и достаточно высокой жаростойкостью.Недостатком данногоего нетехнологичность. Всодержанием в нем хром1730191 0,04 - 0,050,25 - 1,00,5-0,830-350,5-1,00,15 - 0,3Остальное Углерод Кремний Марганец Хром Алюминий Лантан Железо 45 Химический состав, мас.г С .) С ;и СЕ й ТС100"300 О,0,150,2030,4 8,2 7,7 7,5 7, 6,9 11,4 10,6 10,3 10,5 10,2 11,4 10,6 10,4 10,8 10,4 10,8 11,110,6 10,610,5 1111 1110,8 11 0,25 0,4 27,50,5 05 30,00,75 0,6 32,0 1 О 08 350 1,25 1,0 37,5 1 0,03 2 0,04 3 0,044 0,05 5 006 Прототип 0,08 8,4 7,Э 7,В в,о 8,0 0,3 О, 0,5 0,15 0,7 0,25 1,0 0,3 12 0,35 9,9 11 8,9 9,2 8,9 9,1 9,3 9,5 93 95 11,3 10,3 э,в 10,2 10,1 0,8 0,75 25,5 0,2 10,2 Кера"мика тельно должна осуществляться в нейтральной атмосфере, а горячий предел - ковка, прокатка в связи с весьма малой пластичностью материала требует горячее прессование-экстрюзию.Из известных сплавов наиболее близким по химическому составу к предлагаемому является хромистая жаростойкая сталь 15 Х 25 Т, содержащая, мас.%: углерод 0,15; кремний 1,0, марганец 0,8; хром 24,0 - 27,0; титан 0,2,Недостатком известного сплава является то, что температурное изменение коэффициента линейного расширения не обеспечивает совместимость керамики и металла, а также недостаточная жаростойкость.Целью изобретения является повышение уровня жаростойкости и достижение необходимого температурного изменения ТКЛР сплава, обеспечивающего совместимость керамики и металла в интервале температур 100 - 1000 С, Вместе с тем, сплав должен выплавляться на воздухе и обладать способностью подвергаться свободной ковке на воздухе.Цель достигается тем, что в сплав, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, дополнительно введен алюминий и лантан при следующем соотношении компонентов, мас,%:Углерод 0,03 - 0,05 Кремний 0,5-1,0 Марганец 0,5-0,8 Хром 30-35 Алюминий 0,8 - 1,2 Титан 0,15 - 1,25 Лантан 0,15 - 0,3 Физическая сущность изобретения заключается в том, что добавка алюминия и лантана обеспечивают образование прочной окисной пленки на поверхности сплава, что способствует повышению жаростойкости, а повышение содержания хрома до 30 - 35% создает при указанном сочетании остальных компонентов сплава такое изменение ТКЛР с температурой, которое обеспечивает совместимость с керамикой винтервале температур 100 - 1000 С.5 Вместе с тем, даже максимальное содержание хрома 35% позволяет выплавлятьсплав на воздухе и подвергать слитки свободной ковке на,воздухе.Примеры конкретного осуществления.10 Предлагаемый сплав выплавляли в высокочастотной индукционной печи МГПвтигле с основной футеровкой. После отжигапри 800 ОС слитки ковали на полосы 10 х 50 мм,из которых изготовляли образцы для изме 15 рения жаростойкости и ТКЛР. В таблицеприведены составы опробованных сплавови их свойства, жаростойкость Ю мг/см, опгределенная по величине привеса при окислении на воздухе за 100 ч и коэфициент20 термического расширения а 10 град ,В результате проведенных испытанийустановлено, что предложенный сплав обладает приближенным к ТКЛР с керамикой, аиз опытных сплавов лучшим комплексом25 свойств обладает сплав М 3,Формула изобретенияСплав, содержащий углерод, кремний,марганец, хром, титан и железо, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью достижения30 необходимого уровня температурного коэффициента линейного расширения, обеспечивающего совместимость керамики иметалла в интервале температур 100 -1000 С и повышение уровня жаростойко 35 сти, он дополнительно содержит алюминийи лантан при следующем соотношении компонентов, мас.%:термический коэффициент линейного расширения.-а -1 о1 О град в интервале температур,10,0 11,1 11,2 13,3 11,4 10,8 11 7,64 8,2 8,65 9,03 9,56 973 10,0 10,36