Способ обработки палладия и гидридообразующих сплавов на его основе

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК С 22 Р 1/1 ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБР НОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТКРЫТИИ 3г И етен К АВТО ЕЛЬСТВУ рсенев(21) 3331424 (22) 18.08.81 (46) 30.03,83 (72) Н. И. Тим и В. И. Громов (53) 669.157. (56) 1. Авторс564052, кл.2, Авторское510529, кл. Бюл.12офеев, ф. Н. Бе а 97 (088.8)ое свидетельство СССВ 21 О 35/00, 197 свидетельство СССР С 221/00, 1976 ОБ ОБРАБОТКИ ПАЛЛАБРАЗУЮШИХ СПЛАВОВ , включающий наводоражиающийся темчто, ния прочности и пластичи.8 Ою 3.26274 ностинаводораживенп :ед, г в растворе электролита до концентрации водорода, обеспечивающего получение гидридной фазы в области существования двухфазной структуры с последующим деформированием, причем цикл наводораживания - деформ ирование повторяют многократно.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем,очто наводораживание ведут до концентрации водорода в сплаве 0,02-0,5 вес,% в зависимости от системы сплава.3. Способ.по пп, 1 и 2, о т л и 3 ч а ю щ и й с я тем, что наводораживание производят при катодной поляризации с плотностью тока 6-12 А/дм в течение2 5-40 мин.1 1Изобретение относится к обработкеметаллов и может быть использовано приизготовлении полуфабрикатов из гидридообразуюших сплавов на основе палладия,Известен способ обработки металлов,включаюш 1 ий химическое воздействие наповерхность заготовки путем наводораживания собработкой давлением ц последуюшим обезводораживанием 1)Однако известный способ не дает возможности обеспечить высокой прочности.и пластичности обработанных металловвследствие того, что при его осуществлении воздействие водорода, введенного всплав по известным режимам, как поверх ностно-активного вешества, облегчаетпроцесс разрушения металла, т,е. снижает его прочность. Окончательная операцияспособа-обезводораживание лишь приводитк восстановлению механических свойств 2 ометалла до уровня его исходного состояния.Известен способ обработки гидридообразующих сплавов путем многократногонагрева и охлаждения в атмосфере водорода с последуюшей дегазацией 2Однако известный способ не позволяе уполучить высоких пластических свойствиз за многократного нагрева и охлажденияв атмосфере водорода, вызываюшего водо-ЗОродофазовый наклеп гидридообразуюшихметаллов и сплавов,Цель изобретения - повышение прочности и пластичности сплавов.Поставленная цель достигается тем,чтО наводораживание ведут в раствореэлектролита до концентрации водорода,обеспечивающего получение гидридной фазы в области суц 1 ествования двухфазнойструктуры,Наводораживание ведут до концентрации водорода в сплаве 0,02-0,5 вес %в зависимости от системы сплава.Наводорож зание производят при катодной поляризации с плотностью тока 612 А/дм в течение 5-40 мин. 40 Проведение операции.наводораживанияи деформации в указанном порядке - осуществление их многократных последовательных циклов, а также проведение цавоО дораживания в особом режиме - позволяет обеспечить повышение комплекса меха- . .нических свойств сплава следуюшими фак,торами.Водород, вводимый при насыщении сплава, образует фазы внедрения, создаюшие искажения кристаллической решетки и приводящие к упрочнеццю сплава. Дополцительному его упрочнению способствует возникновение значительных напряжений из-за большого различия удельных обьемов фазучаствующих в превращении, Введение водорода в определенном интервале режимов наводораживания - насыщение сплава до 0,02-0,5 вес,% водорода, приводит к формированию Жф структурьц твердого раствора водорода в лалладии (,-фаза) и находяшейся в равновесиц с цей богатой водородом гидридной (3 -фазы.Проведение последующей деформации материала, имеющего двухфазное строение, осуществляется в условиях протекания фазового превращения- Ж . Возможность развития этого превращения обеспечивается исключительно высокой диффузионной подвижностью атомов водорода в палладиевых сплавах при комнатной температуре. Пеформированию способствует действие внутренних напряжений, возникающих в результате разностей удельных обьемов б - и-фаз при предварительном насышении водородом и усиленных при обратном фазовом переходе. Фазовое преврашение 5 - ф О, происходящее в процессе деформирования, способствует снятию локальных перенапряжений, что позволяет более полно реализовать запас пластичности материала. Причиной повышения пластичности наводораженного гидриг.дообразующего сплава палладия может служить снятие дефектов при перемещении межфазной границы в ходе превращения- О, Именно этот фактор играет решающее значение в возникновении аномальной пластичности при деформировании сплава палладия, подвергнутого наводораживанию. Осуществление операции насыщения водородом до 0,02-0,5 вес.% приводит к получению гидридной фазыименно в области существования двухфазной структуры. Это необходимо из-за наличия следующих факторов. На начальных стадиях насышения, т.е, менее 0,02 вес,% водорода, количество возникающей в образцах-фазы мало, степень возрастания пластичности низка, так как для наличия этого эффекта необходима определенная степень метастабильности структурного состояния, При значительном насыщении водородом (более 0,5 вес,%) существует чистая О -фаза, при этом происходит снижение прочности и пластичности, связанное с необратимыми изменениями структурного состояния, когда цод действием погло 1 пецного вопоро74температуре до сечения 0,7 мм. Потом вновь производят насьпцение водородом до 0,02 вес.% при том же режиме наводораживания и затем осуществляют повторную деформацию со степенью 50% от пре 1 дыдущего размера до сечения образца;0,5 мм. Механические свойства определяют- по результатам испытаний на разрывной .машине фИнстрон с автоматической регистрацией диаграммы растяжения. Скорость деформации при испытании составляет 3 10 с . фазовый состав образцов изучают методом рентгеноструктурного анализа.Результаты испытаний механических свойств металла после осуществления предлагаемого способа составляют: условный предел тек 1 ести 6 - 60 Н/м;2 предел прочности я = 80 Н/м; относительное. удлинение 8 28%.В табл. 1 приведены режимы наводороживания, необходимые для получения требуемой степени насыщения.Предлагаемый способ осуществлен также на гидридообразуюшихсплавах на основе палладия Рд ЭйбРд %5 Рд Р 1, и чистом палладии (99,99%).Результаты испытаний приведены в табл. 2.Технико-зкономический эффект предлагаемого способа обработки гидридообразуюших сплавов на основе палладия заключается в повышении всего комплекса механических свойств в 2-3 раза; экономии дорогостоящих сплавов лалладия улучшением качества обработанных сплавов и. повышением долговечности и ц отовляемых из них устройств и упрощении технологии осуществления способа. исключением окончательной операции процесса - удалением водорода. 25 Таблица 1 Время наводораживания,ьмин Плотность тока, А/дм 2 8,5 40.0,02 0,.1 3 10082 ,Да возникает охрупчивание сплава. Следует отметить, что все гидридообразуюшие сплавы на основе палладия должны иметь различные интервалы насыщения водородом в указанных пределах в зависимости от системы сплавов, определяемые границами двухфазной области на диаграмме состояния данного сплава. Зная диаграмму состояния системы гидридообразующий сплав палладия - водород, а из нее имея 1 О данные об отношении Н /Р 3, соответствующем Ф5 структуре сплава, производят насьпцение сплава водородом. Предварительно определив для разных образцов . сплава отношения Н/Рс рентгеновским 15 методом и построив, стандартную кривую в зависимости Н/Р от времени насьпцения, выбирают время насыщения образца, соответствующее Н/Р двухфазной области диаграммы состояния конкретного щ сплава. В соответствии с этим конкретизируются режимы наводоражинания по плотности тока 6-12 М А/дм и времени 5-40 мин. Способ осуществляется следующимобразом. Образец сплава Рд ;) насыщают водородом, выделяющимся при электролизе З 0 4%-ного раствора Ца.Г, В качестве анода используют платиновую сетку. Наводораживание производят в растворе электролита при катодной поляризации с плотностью тока 6 А/дм в течение 5.мин, Это обеспечивает насьццение образца водородом до 0,02 вес.%, т.е. концентрацию, необходимую для получения гидридной азы в двухфазной области. Затем наводораженную заготовку подвергают деформированию на 50% при комнатной40 Степень насьпцения водородом, вес. %Таблица 2 Известный способ Предлагаемый способ 8, % бн8, Н/м % бо,г бвН/м Н/м Сплав 72 112 27 89 Р 3 Ю 5 РЗР 15 90 22 71 Рс 3 Аф 5 РАЗО 5 16 21,752 80 Составитель С. НиколаеваРедактор Е. Кинив Техред М. Костик Корректор С, Шекмар Заказ 2275/36 Тираж 625 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР" по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж,. Раушская наб., д. 4/5