Способ термообработки двухфазных перитектических сплавов типа медь-железо

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1956609 1)Д сеид-ву олнительнМ, Кп,С 22 Г 1/08 С 22 С 1/04 В 22 Г 3/14. 02, 81 (21) 32 5 2 85 9/22-0 2) Заявлен с присоединением заявки М Госуда вен ныиСССРм изоброткрыти митлетень М 93 Дата опубликования описа я 07.09 72) Авторыизобретения ов, Г.Г.Мухин,Е.М.Савицкий, Ю.В,Еф Т.М.Фролова и1) Заявители Институт металлургии им. А.А.Б высшее техническое училище им. и МоцНщдтуе,.:.аи 4 аыаь Э(54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ДВУХФАЗНЬ ПЕРИТЕКТИЧЕСКИХ СПЛАВОВ ТИПА МЕДЬ-ЖЕЛЕЗОаллу и оч повышение оди твердости за ктурных состав х Изобретение относится к мет ргии, в частности к получению у рненных материалов с равномернойструктурой, и может быть использовано в электротехнике, электронике,машиностроении, энергетике и другиобластях промышленности.Известен способ получения двухфазных перитектических сплавов, вкоторых структура формируется в ре=эультате первичной кристаллизацииодной иэ фаз в широком интервалетемператур и последующего перитектического превращения при температуреперитектической реакции 1).Недостатком известного способаязляется невозможность получения всплавах мелкозернистой структуры.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ размельчения струк-"турных составляющих перитектическихсплавов меди с 20-50 железа (помассе) и 5-15 алюминия (по массе)путем горячей обработки давлением,при этом способе дендриты литых сплавов превращаются в тонкие Волокна 2Недостатком известного способаявляется наличие неоднородной структуры и, как следствие, неоднородности свойств,Цель изобретениянородности структурысчет измельчения струляющих еС этой целью согласно способутермообработки двухфазных перитектических сплавов типа медь-железо,включающему закалку расплава на поодвижную металлическую подложку игорячее прессование, закалку Ведутсо скоростью 10 - 10 С/с, а прессование полученного чешуйчатого порошка проводят при 400-600 оС.15 после сплаВления шихтовых материалов и выдерки для уравниванияхимического состава расплава. охлаждают со скоростью 10 фо оС/с структурно-капельно на подвижной холоднойметаллической поверхности. Получаемые при этом чешуйчатые порошки прессуют в иэделия или заготовки-полуфабрикаты требуемой формы при 400-600 С.При охлаждении расплавов со ско Ростью 10 -10 С/с сплаВы (чешуйчатые порошки) приобретают двухфазнуюмелкозернистую структуру с размерамичастиц структурных составляющих1-20 мкм. Размерычастиц второй фазыи средний диаметр зерна матрицы становятся сравнимы друг с другом или956609 5 1 О 5 20 25 30 Формула изобретения 40 45 50 55 Составитель С.БагроваТехред М.Надь Корректор А.Дэятко редактор Л.Авраменко Заказ 6525/8 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 даже практически одинаконы. Обе Фазызначительно пересыщаются вторым компонентом,Все особенности быстрозакаленныхдвухфазных перитектических сплавовспособствуют повышению механическихсвойств и увеличению равномерностисвойств по объему металлаВ процессе нагрева закаленногопорошка при прессонании в диапазонетемператур 400-600 ОС (0,3-1 ч) зерноматрицы и частицы второй фазы неуспевают значительно коагулироватьи укрупниться иэ-эа относительновысокой. устойчивости дисперснойструктуры закаленных сплавов противотпуска и роста зерен и небольшойдлительности процесса. Наблюдаетсясохранение дисперсной структуры илидаже ее дальнейшее раэмельчение засчет влияния термических напряжений,а также частичного распада перенасыщенных метастабильных фаз с выделением нысокодисперсных частиц второйФазы. Раэмельчение структурных составляющих при быстром охлаждениирасплавон и распад пересыщенных фазпри нагреве во время прессованияобеспечивают получение высокодисперсной однородной по объему металластруктуры, а также повышению однородности механических свойств по длинеи сечению иэделий из двухфазных перитектических сплавов.П р и м е р 1, После расплавления сплава меди с 50 железа (помассе) струю расплава охлаждают набистронращающемся массивном дискесо скоростью 10 лОС/с. Получающийсячешуйчатый порошок спрессоныют вштабик при нагреве до 400 ОС в течение 1 ч. Полученный штабик имеетоднородную мелкозернистую структурупо всему сечению и длине. Размер эерен матрицы (медная фаза) составляет около 10 мкм, выделений железнойфазы - около 5 мкм (протин 30 и40 мкм соответственно для первой ивторой фазы носле обычного литья).П р и м е р 2. Мелкие капли тогоже сплава охлаждают со скоростью10 С/с на внешней йоверхности быстровращающегося колеса. Получающиесячешуйки длиной 3-4 мкм, шириной1-3 мм и толщиной 20-50 мкм прессуютв штабик при 600 цС (0,3 ч) Размерзерен матрицы составляет 4-6 мкм,выделений железной Фазы - 3-4 мкм.Микротвердость медной и железной Фаэпосле укаэанной обработки достигает31 и 33,510 Н Н/м 1, соответственно,т.е. превышает их микротвердость нисходном состоянии (микротвердостьмедной фазы после обычного литьясоставляет 6-7 108, железной10-12 108 Н/м ), Полученный штабикимеет одинаково мелкозернистую структуру по всей длине и по любому сечению, что обеспечивает одинаковостьего микротвердости и других свойств,После проведенной по данному способуобработки разброс микротвердостипо сечению и длине прессовки непревышает 2-2,5108 Н/м. После обычного литья разброс микротвердостипо длине и сечению слитка составляет 4-6 10 Н/м,Предлагаемый способ обладает рядом преимуществ по сравнению с известным, Он позволяет значительноувеличить равномерность структурыдвухфазных перитектических сплавови изделий иэ них по всему объемуметалла, существенно уменьшить размер зерна.матрицы и выделений вторыхфаэ, подавить образование грубыхдендритов и, в целом, значительноуменьшить разброс значений свойств иповысить их однородность по всемуобъему металла и изделия. Способ термообработки двухфазных перитектических сплавов типа медьжелеэо, включающий закалку расплава на подвижную металлическую подложку и горячее прессование порошков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения однородности структуры и твердости путем измельчения структурных составляющих, закалку ведут со скоростью 10 - 10 ОС/с, а прессование полученного чешуйчатого порошка проводят при 400-600 С. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Аносов В.Я. Основы Физико-химического анализа. М., "Наука", 1976,с. 14-79.о2, Патент Англии Р 1137123,кл. С 22 С 9/00, опублик, 1968,