Способ термомагнитной обработки инварного сплава

(19) (1 у 9 ГОСУДАРСТВЕН ПО ДЕЛАМ ИЗО Е ЕЛЬСТВ К(54)(57) 1. СПОСОБ ТОБРАБОТКИ ИНВАРНОГОщий закалку, отпускстарение, о т л и чтем, что, с целью снтурного коэффициенташирения, старение пр120 С в магнитном,полтью 0,8-1,5 кЭ в теч2. Способ по п. 1ю щ и й с я тем, чтва проводят от темперв воде. ЕРМОМАГ СПЛАВА, при 315 ахаровна поли нского учно-исерной меСпра 1974,тельство СССР1/021 1980,СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И КОМИТЕТ СССРТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБ ТОРСКОМУ СВ(71) Львовский ордена Ленитехнический институт им. Лкомсомола и Центральный наследовательский институт чталлургии им. И,П. Бардина. (56) 1Прецизионные сплаввочник. М., "Металлургия",с. 294.2. Авторское свидеВ 876736, кл. С 21 Р 4(51) С 21 Р 1/04; С НИТНОЙвключаюФ 10 С ию щ и й с я ижения темпера" линейного рас. - водят при 100- е напряженносние 10-12 ч.о т л и ч а - закалку сплао атуры 870-900 С1 1Изобретение относится к металлургии, в частности к способам терми.ческой обработки прецизионных сплавов инварной группы с минимальнымтемпературнь 1 коэффициентом линейного расширения и может быть использовано в приборостроении.Известен способ термической обработки инвара, включающий закалкуот 850+20 С в воде, отпуск при 315 Св течение 1 ч и старение при 95 С вотечение 48 ч. Температурный коэффициент линейного расширения спла. ва при этом составляет не более1,5 10 град и .Недостатками такого способа являются относительно высокий температурный коэффициент линейного расширения; продолжительность времениобработки (50 ч); способ эффективен лишь .при низком содержании углерода в инварах (до 0,053).Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ обработки инварного сплава,включающий закалку от 850+20 С вводе, отпуск при 315 ф 10 Св течеоние 1 ч и старение при 95,С в течение 48 ч, в котором, с цельюснижения температурного коэффициента линейного расширения, сплав перед термической обработкой допол нительно подвергают пластическойдеформации со степенью обжатия8-127 2 .Недостатком данного способа обработки. является высокие значениятемпературного коэффициента линейного расширения в инваре с содержанием углерода более 0,057.Кроме того, технологическийпроцесс пластической деформации,осуществляемый путем прокатки надвухвалковом прокатном стане, усложняет обработку. Общее время,затрачиваемое на обработку сплавапри таком способе, увеличивается исоставляет более 50 ч.Целью изобретения является снижение. температурного коэффициенталинейного. расширения в инваре собычным (до 0,053) и повышенным(0,05-0,2 Ж) содержанием углеродапри общем сокращении времени, затрачиваемом на термическую обработкусплава,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно спосс 5 у термомаг 164280 гнитной обработки инварного сплава,включающему закалку, отпуск прио31510 С и старение, старение проводят в магнитном поле напряженностью 0,8-1,5 кЭ в течение 10-12 чпри 100-.120 С.Кроме того закалку проводят оттемпературы 870-900 С в воде.Проведение закалки от темпера 1 О туры 870-900 С способствует болееполному растворению углерода приповышенном его содержании (до 0,27)в твердом растворе (аустените),Старение закаленных и отпущенных15 деталей в магнитном поле при 100120 С способствует наиболее полнойстабилизации их линейных размеров.Отличие предлагаемой операциистарения в магнитном поле от извест 26 ной при 95 С в течение 48 ч заклю чается в том, что при такой же термомагнитной обработке обеспечивается стабилизация сплава с повышеннымсодержанием углерода и получение в25 нем оптимального температурного коэффициента линейного расширения(до 1,5 10 град ),П р и м е р 1, Проводилась термическая обработка образцов сплава36 Н, содержащего, 7: никель 35,7;углерод 0,03; кремний 0,25; марганец 0,5; сера 0,05; фосфор 0,001;железо остальное. Образцы подверглоли закалке от 870 С в воде, отпусо35ф ку при 315 С в течение 1 ч и стаорению при 100 С в течение 10 ч вмагнитном поле. Старение проводилив лабораторной печи с внутреннимдиаметром 80 мм, расположенной между полюсами электромагнита. Магнитное поле включали по достижении установившегося температурногорежима в печи. Напряженность полясоставляла 0,8 кЗ (63 кА/м), Образцы выдерживали в печи в присутствиимагнитного поля в течение 10 ч.Для получения сравнительных данных параллельно проводили термическую обработку однотипных образцов,изготовленных из сплава того жесостава, по известному режиму: закалка от 850+20 С вводе, отпускпри 315 фС в течение 1 ч и старениепри 95 С в течение 48 ч.После термической обработки попредлагаемому и известному способам проводили измерения температурного коэффициента линейного расширения образцов на кварцевом дилатомето ре в интервале температур 20-100 С.В известном способе обработки температурный коэффициент линейного расширения сплава, содержащего до , 0,05% углерода, составляет 0,95 -- 0,98 10 град 1, в предлагаемом способе 0,94 - 0;9610 градП р и м е р 2. Проводили термическую обработку по предлагаемому н известному способам образцов сплава 36 Н, содержащего, Е: никель 35,7; углерод 0,09; кремний 0,23; марганец 0,48; сера 0,05; фосфор 0,001, железо остальное.Обработка по предлагаемому спосоо бу включала закалку от 880 С в воде, отпуск при 315 С в течение 1 ч и старение при 110 С в течение 10 чов магнитном поле напряженностью 1 кЭ (80 кА/м), как описано в примере 1.П р и м е р 3. Проводили термическую обработку по предлагаемому и известному способам образцов сплава 36 Н, содержащего, Х: никель 35,8; углерод 0,17, кремний 0,23, марганец 0,47, сера 0,05, фосфор 0,001, .железо остальное.Обработка по предлагаемому способу включала закалку от 900 С в воде,о отпуск при 315 С в течение 1 ч иостарение при 120 С в течение 12 ч вомагнитном поле напряженностью 1,5 кЭ (119 кА/м), как описано в примере 1;П р и м е р 4. Проводили термическую обработку по предлагаемому. и известному способам образцов сплава 36 Н, содержащего, 7: никель 35,8,углерод 0,26, кремний 0,20, марганец 0,45, сера 0,05, фосфор 0,001, железо остальное.Обработка по предлагаемому способу включала закалку от 910 С в воде,о отпуск при 315 С в течение 1 ч иостарение при 120 С в течение 12 ч вомагнитном поле напряженностью 1,5 кЭ (119 кА/м), как описано в примереЗначения температурного коэффи, циента линейного расширения образцов сплава 36 Н, обработанных пред лагаемым и известным способами попримерам 1 - 4, приведены в таблице. Содержа ние углерода, 7 Средний температурный коэффициент линейного расширения в способе, М 10 град Предла- Известныйгаемыйт 10 0,03 0,95 0,09 1,07 1,64 0,965 1,85 0,17 1,34 0,26 2,07 2,15 Как видно из таблицы, образцыинварного сплава 36 Н, обработанныепредлагаемым способом, имеют болеенизкий температурный коэффициентлинейного расширения, чем в известном способе, что обеспечивает болеевысокую прецизионность изделий изсплава.30 Использование предлагаемого способа термомагнитной обработки инварного сплава по сравнению с известными обеспечивает следующие преимущества: снижение температурного З 5 коэффициента линейного расширенияв инваре, содержащем до 0,053 углерода; получение оптимального температурного коэффициента линейного рас"ширения (до 1,510 град ) в инва рах с содержанием углерода 0,05-0,2 Ж,что дает возможность использованияинвара с повышенным содержанием углерода в качестве материала с низким температурным коэффициентом ли нейного расширения; сокращение времени (в 5 раэ), затрачиваемого на обработку инварного сплава; возможность использования менее чистых посодержанию углерода шихтовых матери алов при выплавку прецизионного инварного сплава.