Сплав на основе железа

химического состава, мас.7:Кобальт 49,0-52,0Хром 8,5-9,0Никель 1,0"4,0Ниобий 0,01-0, бЖелезо Остальное С 23 Указанный сплав имеет. высокую коррозионную стойкость (более 4000 ч) в морской воде при 40 С и более вы сокую, по сравнению с указанными сплавами жаростойкость. Сравнительная жаростойкость сплавов приведена в табл,1,Из табл.1 следует, что жаростойкость известного сплава 12 1 имеет вполне удовлетворительную .величину. ТКЛР этого сплава составляет (1,3-2,4)Ф 10град до температуры 300 С, тогда как корундовой керамики " (6-7) 1 Оград . Поэтому недостатком сплава является невозможность испольэовать его в металлокерамических узлах с корундовой керамикой при повышенных температурах из-эа несо 25 ответствия ТКЛР сплава и керамики,Целью изобретения является повышение термического коэКициента линейнога расширения в интервале температур (20-450)-(20-500)еС и жаростойкости при сохранении коррозионной стойкости.Поставленная цель достигается тем, что сплав на основе железа, содержащий кобальт, храм, никель, нио бий дополнительно содержит церий и лантан при следующем соотношении компонентов, мас.И:Кобальт 57,0-б 2,0Хром 8,3-9,340Никель 1,0-5,0Ниобий 0,01-0,07Церий 0,001-0,02Лантан 0,001-0,05Железо ОстальноеПоложительный эдхйект достигается тем, что при заданном количестве кобальта никель и кобальт берут в определенном соотношении при дополнительном легировании сплава церием и лан таком в указанных количествах. Последние, кроме действия на ТКЛР, повышают жаростойкость.В лабораторных условиях были изготовлены 3 опытные плавки предлагаемого сплава и одна плавка известного сплава . Плавки выплавлялись в вакуумной индукционной печи стандартныМ методом, вес слитка составлял50 кг. Слитки ковались на прутки диаметром 12 мм и лист толщиной от 0,5до 1,0 мм, из которых изготавливалисьобразцы для всех испытаний. ТКЛР и жажаростойкость определяли по стандартной методикеХимический состав полученных плавок приведен в табл.2, а их ТКЛР втабл.З. Для сравнения там же приведенТКЛР керамики.Результаты испытания на жаростойкость предлагаемого сплава и сплавапрототипа приводятся в табл,4.Из сравнительных данных табл. 3и 4 следует, что ТКЛР предложенногосплава соответствует ТКЛР корундовой керамики до 450 С, жаростойкостьпри указанных температурах по сравнению с прототипом находится, приблизительно на том же уровне, хотя инесколько повышена, и имеет удовлетворительную величину.При том, что коррозионная стойкость остается на уровне прототипа,можно сделать вывод, что полученныесвойства удовлетворяют поставленным требованиям,В опытно-лабораторных условияхпроведены испытания сплава в металлокерамических узлах при 450 С. Испытания проводились на трех плав- ,1ках в одинаковых с прототипом рабо-чих условиях (табл.5). Сравнитель"ные испытания показали, что металлокерамические узлы с предлагаемым сплавом превосходят узлы со сплавом-прототипом по ресурсу работы и главномукритерию их надежности - количествувыдержанных термоциклов (термостойкости). Увеличение термостойкости иресурса работы объясняется не только хорошим совпадением ТКЛР предлагаемого сплава и керамики, но и повышенными свойствами по жаростойкости икоррозионной стойкости.Сравнительные испытания на корроэионную стойкость приведены в табл.б.Из этих результатов следует, чтопредлагаемый сплав обладает высокойкоррозионной стойкостью, которая находится на уровне сплава-прототипа,и что известный сплав является некорроэионностойким.На основании данных, приведенныхв табл. З-Б, следует вывод: предла- -гаемый сплав имеет ТКЛР, который соответствует ТКЛР корундовой керами5 109 ки до 450 С, что позволяет создать навего основе металлокерамические узлы с рабочей температурой до 450 С, с более высокой термостойкостью и ресурсом работы, что видно из сравнительных данных табл.5. Кроме того, сплав имеет более высокие свойства по жаростойкости и коррозионной стой- кости по сравнению со сплавами анало" гичного назначения. 5 б 71 Таблица 1 Окисление при температуреб 50 С, мг/см 1,время вы 2держки 200 ч) Сплав Известный 13Известный 23 2,2-2,3 0,7-0,8 11 лавка,Со Таблица 2 Содержание химических элементов, мас.7 С Б 1 .ЮЬ 0,001 О, 010 0,020 0,001 О, 010 0,050 57,0 8,2 59,4 8,7 б 2,0 9,3 5,0 1,8 1,0 0,01 0,50 0,70(известный 2) 51,8 Это имеет важное значение дляповышения эффективности прецизионного приборостроения и изделий новойтехники, которые работают при повышенных температурах, так как позволяет увеличить надежность, сократитьгабариты, снизить себестоимость приборов и увеличить срок службы изде- О лий,1 Се Еа Ре1095671 ,Таблица 4 Окисление при температуре,мг/см (время выдержки200 ч) Сплав,Р 450 С 650 Г 0,15-0,20 0,15-0,20 0,15-0,20 О, 25-0,30 0,5-0,60,5"0,60,4-0,550,7-0,8 1 2 3 4 Плавка, Результаты испы 1 п тания узлов Сплавф Прототип Узлы негерметичны уже после изготовления и разрушаются при работе в течение 1 ч (2 термоцикла) Предлагаемый 12 3 Все узлы проработали 250 ч (94 термоцикла), признаковпотери герметичности и разрушения ненаблюдаетсяПотеря герметичности и признакиразрушения через50 ч (35 термоциклов) 42 Н Промьппленная(базовыйобъект) Таблица 6 Коррозионная стойкость в морской воде при температуре40 С, ч Предлагаемый 12 3 Более 500 и11 Известный Более 500 Известный Менее 20 Промьппленная Сплав Плавка,М Таблица 5 Условия испыта 1ния сплава в ме" таллокерамических узлах Термоциклирование в интервалетемператур 20450 С при общей