Способ получения высокопрочной аморфной ленты из сплавов на основе железа

Ю 3 1) 5 Н 01 Р 1 153 Комитет по патен сийской Федераци и товарнт 1 м знака НИ ИЗО П К ПАТЕН 2(71) Центральный научно-исследовательский институт черных металлов им.И.П.Бардина(И) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОАМОРФНО - КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЛЕНТЫ ИЗСПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА(57) Изобретение относится к металлургии и спуждпя получения быстрозакапенных конструкционнсплавов на основе железа, к которым предъявляю ся требования высокой прочности при сохранении ненулевой пластичности. Для достижения высокой прочности ленты, получаемой методом спиннинго - вания расплава на диск - холодильник в ней создают двухфазную аморфно-кристаллическую структуру, обладающую лучшими механическими свойствами, чем чисто аморфная матрица, Дпя реализации такой структуры пЕред спиннингованием исходные заготовки легируют небольшим копичеством углерода и тугоплавких элементов типа ИЛИ г в пропорции, необходимой дпя образования карбидов. Эти карбиды не растворяются в расплаве при спиннинговании и равномерно распределяются в готовой ленте. 1 табл.Изобретение относится к металлургии и служит для получения быстроэакаленных конструкционных сплавов на основе железа, к которым предьявляются требования высокой прочности при ненулевой пластичности.Известен способ получения быстрозакаленной ленты методом спиннингования, который предполагает закалку расплава на движущейся поверхности вращения, Шихтой для получения быстрозакален ной ленты служит стержень, помещенный в кварцевую трубку с соплом на торце. Этот стержень расплавляется индукционным нагревателем и расплавленный металл под давлением инертного газа выдавливаегся через сопло на быстро вращающуюся поверхность медного диска-холодильника. Полученная лента удаляется с диска-холодильника при помощи специальной щетки.Известен способ критической скорости закалки, при котором присутствие в аморфной матрице мелких кристаллических частиц (боридов, карбидов и т.д,) приводит к заметному улучшению механических свойств ленты, и, в частности, к резкому увеличению микротвердости при ненулевой пластичности, Такой высокий уровень механических свойств является необходимым для высокопрочных конструкционных быстрозакаленных сплавов. Существенным недостатком этого способа является сильная зависимость уровня механических свойств ленты от технологических параметров ее получения и, как следствие этого, плохая повторяемость высоких результатов механических испытаний,Наиболее близким к изобретению является способ получения ленты с аморфно- кристаллической структурой и, соответственно, с очень высокими механическими свойствами, который состоит в следующем, При получении ленты аморфного сплава методом спиннингования в зоне контакта расплава с вращающимся диском-холодильником устанавливается форсунка, которая вдувает в "лужу" расплава на диске дисперсные (2 - 3 мкм) частицы тугоплавкого карбида, В результате такой операции формируется лента, содержащая частицы карбида, достаточно однородно распределенные в аморфной матрице, Технология получения подобного аморфно-кристаллического компоэита позволяет не только варьировать тип карбида, но и его обьемную долю в структуре сплава. Наличие карбидной фазы приводит к существенному возрастанию модуля 1 Онга аморфного сплава, причем зависимость этой величины от обьемной доли карбидной фазы носит ли 40 45 50 55 1015202530 35 нейный характер. Предел текучести сплава также возрастает по мере роста объемной доли частиц карбидной фазы в соответствиис правилом аддитивного сложения модулей Юнга структурных составляющих, Таким сбразом. аморфно-кристаллический композитможет при оптимальном сочетании обьемной доли, структуры и морфологии его составляющих обладать более высокимимеханическими свойствами по сравнению скристаллическими и даже аморфными материалами,Недостатком описанного выше способа получения аморфно-кристаллической структуры является тот факт, что описанная выше технология не позволяет добиться полностью однородного распределения в аморфной матрице кристаллических областей, повышающих механические свойства всего композита в целом, в результате чего нельзя гарантировать высокие механические свойства ленты на всей ее длине,Целью изобретения является повышение прочности ленты за счет достижения наибольшей однородности распределениятугоплавких включений в аморфной матрице, гарантирующей высокие механические свойства ленты на всей ее длине,Предлагаемый способ получения высокопрочной аморфно-кристаллической ленты иэ быстроэакаленных сплавов на основе железа состоит в следующем, Для достижения высокой прочности в ленте, получаемой методом спиннингования расплава на диск-холодильник, в ней необходимо создать двухфазную аморфно-кристаллическую структуру, обладающую лучшими механическими свойствами, чем чисто аморфная матрица. Для реализации такой структуры перед спиннингованием исходные заготовки легируют небольшим количеством углерода и тугоплавких элементов типа уу или Уг в пропорции, необходимой для образования карбидов, Эти карбиды не растворяются в расплаве при спиннинговании и равномерно распределяются в готовой ленте, Получаемая в результате такого микролегирования лента имеет двухфазную аморфно-кристаллическую структуру и обладает более высокой однородностью распределения тугоплавких включений и лучшими механическими свойствами, чем лента, полученная по описанной в прототипе технологии и ее чисто аморфный аналог,П р и м е р, Одновременное введение в заготовки сплава Ге 7 оСг 1585 оптимального (до 2 ат, О ) эквиатомного количества В/ и С приводит к образованию в аморфной матрице карбидных частиц ЮС, существенно повышающих модуль Юнга и предел2001457 прочности сплава без снижения его пластичности и термической стабильности, В таблице приведены механические свойства сплава 15 ХУВР, полученного по предлагаемой технологии, а также механические свойства сплава ГеъСг 1 БВ 15, полученного по обычной технологии методом спиннингования расплава,(56) Мирошниченко И.С. Закалка из жидкогосостояния, М,: Металлургия, 1982, с.5-14,Механические свойства сплавов 15 ХУВР и ГетоСг 15 В 15 Ь-й - микротвердость, Е - модуль Юнга, Е - Ст ии на изгиб. Тх - температурный порог охрупчи где 0 пень пластическо ания при отжиге прочност деформации при испыттечение 1 часа. достижения ия кристалличематрице. легив процессе мула изоб ПОЛУЧЕНИЯ ВЫС Ы ИЗ СПЛАВОВ Н ий получение сплава, легир образующими я, спиннингоретОКОПРА ОСНО аг ани ичающиися тем,ментами, образуани повы остав ехред лезер ль АМорге Корректор О. Кравцов ктор Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента3035. Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 з 31 водственно.издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 10 Фор1. СПОСОБФнОЙ лентвключающплавлениеми,соединенищийся тем ния Чной АМОР ВЕ ЖЕЛЕЗА, овки, расе элементаугоплавкиеотличаюшения прочГлезер А.М., Молотилов Б,В., Овчаров В.П., Утевская О.Л., Чичерин Ю,Е, Структура и механические свойства сплавов Рг-Сг-В при переходе из аморфного состояния в 5 кристаллическое, ФММ, 1987, т,64, вып 6,с 1106 - 1109, 2 епзМ Р.С., Азт О.С. УеО апг бе 1 огп 1 атоп о 1 теас 9 мзез зтгепцт 1 епеб 10 Ьу розт-ехтгозоп агб 1 оп о 1 весопд рЬазе рагтсез//.,Ас 1 а Мет., 1984. ч.32, ч. 3,р,397-405.ности ленты за счеоднородности распределеских областей в аморфнорова ние осуществляютполучения заготовки,2, Способ по п.1, отлчто легирование ведут элеющими тугоплавкие карбид