Сплав на основе железа

СОЮЗ СОВЕТСКИХсОцИАлистическРЕСПУБЛИК 51)5 С 22 С 38/1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ альт кель, коерий, очто, сого коэсплавалинейно 02 целью соффициент а с терми- го расшиемпер атур ервалеьно содем соот е 25,5 "27,5 19,5-21,5 0,05-0,2 0,001-0,05 0,001-0,02 0,3-1,7Остальное(54 )(57) СПЛАВ НАимущественно для НОВЕ ЖЕЛЕЗАпр-.еаллокерамическ,:Келе к металлурматериалов омышленно с- окерамичес- температуры Изобре ние относитсяно к изысканиюстроительной прости для металлработающих до гии, а им дпя прибо ти, в час кнх узлов обретдости вляется ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР;Известен сплав Часон -20, содержащий 287 никеля, 217.кобальта, остальное - железо 111, Сплав предназначен для изготовления металлокерамических узлов, однако его коэффициент терькческого расширения (КТЛР) согласуется сКТЛР керамики лишь до температуры 600 С, что недостаточно для работы изделий при повьппенных температурах и их изготовлении.Наиболее близким к предлагаемому из ению по технической сущности и гаемому результату я узлов, содержащий ниалюминий, лантан и цч а ю щ и й с я темгласования термическлинейного расширеническим коэффициенторения кер.амики в инт20-750 С, дополнителвольфрам при следукщкомпонентов, мас.З:ельКобальтАлюминийЛантанЦерий сплав на основе железа следующего химического состава 1 мас,йфНикель 26,5-28,0Кобальт 22,0-23,0Алюминий 0,6-0,8 СЛ Ниобий 1,5-3,0 М ЛантанО,ОО 1-0,О 5 , СД Церий 0,001 0,02 ф, Железо 1,Остальное 2 Я 1 1 Сплав имеет ТКЛР (6,2-8,6)хЖЩ град. в интервале 20-650 С, что, ,соответствует ТКПР керамики до 650 С, и поэтому металлокерамические узль 1 с Вф этим сплавом работают до 650 С. У ме- Зь таллокерамических узлов с остапьными сплавами этого типа рабочая температу-, ра не превьппает 500 С, Увеличение темонературы вьппе 650 С ведет к интенсивному возрастанию ТКЛР сплава.Йедостатком сплава является невозможность создания с ним метаплокерамических узлов, работающих выше 650 С (мапый ресурс и термостойкость), изза несоответствия коэффициентов спла" ва иерамики выше 650 С.Целью изобретения является согласо" вание термического коэффициента линейного расширения сплава с термическим 10 коэффициентом линейного расширения керамики в интеовале температур 20- 750 л Псставленная цель достигается тем, 15что сплав на основе железа, содержа-.щий никель, кобальт, апюминий, лантант и церий, дополнительно содержитвольфрам при следующем соотношениикомпонентов, мас.Х 20Никель 25,5-27,5.Кобальт 19,5-21,5Алюминий 0,05-0,2Лант ан 0,001-0,05Церий 0,001-0,02 25Вольфрам 0,3-1,7Железо ОстальноеВыплавка производится в вакуумнойиндукционной печи стандартным методом,вес слитка 50 кг. Слитки куют на прут-щки диаметром 12 мм и прокатывают влист толщиной от 0,5 до 1 мм, из которых изготавливают образцы для всехиспытаний.ТКЛР опреде;.яли по стандартной методике,Химический состав полученных плавок приведен в табл. 1, а их ТКЛРв.табл. 2. Для сравнения там же приведен ТКЛР керамики и известного сппа ва.Керамика, для спаев с которой рекомендуется предпа аемый сплав, относится к группе высокоглнноземистой корун-,довой керамики, Состав керамики сле" дующий, мас.Ж:ИФ,С 9 99,6-99,8Мя;О О, 2-0,4допустимое отклонение вепичины ТКЛР керамики и сплава составляет 0,9 к х 0 грацСпаивание керамики и предложенного сппава осуществляется меднотитановым припоем при температуре 980+5 С выдержкой 1-3 мин по фольфрамоиттриевой металлиэации.Сравнение ТКЛР плавок 4 и 5 с ТКЛР керамики показывает, что разница между ТКЛР плавки 5 и керамики превосходит допустимую величину почти при всех указанных температуах, а плав" ка 4 - при 100, 200 и 700 С. Поэто 1 му можно считать правильным выбор пределов по содержанию компонентов предлагаемого сплава.Результаты испытаний иэделий, изготовленных из известного сплава и сплава по изобретению, приведены в табл. 3.На основании данных, приведенных в табл. 1, 2, 3 следует, что предлагаемый сплав имеет ТКЛР, который соответствует ТКЛР корундовой керамики до 750 С, что позволяет создать на его основе метаплокерамические узлы с рабочей температурой до 750 С, с более высокой термостойкостью и ре- сурсом работы.Это имеет важное значение для повышения эффективности прецизионного приборостроения и изделий новой тех" ники, которые работают при повышенных температурах, так как позволяют увеличить надежность, уменьшить габариты, з начительно снизить себе стои- . мость и в несколько раз увеличить срок службы изделий.5Номервок 1153569 Таблица Содержание химических элементов, мас.7 Г" 0,001 0,010 0,050 0,001 0060 0,010 ост.1 у 5 Таблица 2 ТКЛР х 10 град. 1 емпературный интер" вал, в котором опреде" лялся ТКЛР фС керамика известный Я известный 121 6,2 б,б-б8 6,1-6,2 7,9-829,3-9,60,0-1038,2 95 10,4 0,8 1,3 аблица 3 Номер Результаты испытания узлов Условия испытанияплавок Сплав Из в ест ный 4 Потеря герметичности и признаки разрушения через 45 чТермоциклирование винтервале температур20-750 С при общейнагрузке на узел 00 кг Все узлы проработали более 250 ч (72 термоцикла), признаков потери герметичности и разрушения не наблкдается Редактор Е.Рейн Корректор И.Демчик Техред И.МоргенталЗаказ 4374 Тираж 489 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп ГКНТ СССР 13035 Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5