Способ изготовления модифицирующего прутка

: 411 М ,".,,ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ФИЦИРУЮическии инститческий институН.Миннеханов,рнега,латенко,ушенко.8)5766,ии У 53-78.41759918,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Омский политехни Киевский политехни(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДИ ЩЕГО ПРУТКА(57) Изобретение относится к металлургии и может быть испольэовано при модифицировании сплавов. Цель изоб-ретения-повышение механических . свойств сплавов. Новый способ изготовления модифицирующего прутка включает наполнение тонкостенной оболочки в виде баллона смесью порошков двух или более элементов, вступающих в химическую реакцию при введении в расплав, вакуумирование оболочки до 110 -1 10 мм рт.ст., ее нагреводо температуры на 10-20 С ниже температуры образования жидкой фазы и выдержку в течение 30-60 мин. 5 табл.Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке способов изготовления модифицирующихпрутков.Цель изобретения - повышение механических свойств сплавов,Сущность изобретения заключаетсяв наполнении оболочки смесью, содержащей порошки химических элементов,вступающих при нагревании в расплавев экзотермическую реакцию с образованием химических соединений, например М 82 п, И 1 Еп Б А 1 или БхэТ,И.Т 1, М,Хй, МВХп и др., которыехорошо смачивают порошки тугоплавкихсоединений, что повышает их модифицирующий эффект и позволяет уменьшить расход прутка благодаря егополному и быстрому растворению в результате экзотермической реакции.Горячая деформация наполнителя и тонкостенной оболочки происходит привакуумировании ее герметизированнойполости за счет обжатия атмосферным 25давлением во время нагрева оболочки,Дегазация порошков наполнителя, иходновременное уплотнение и нагревпозволяет исключить окисление порошков за счет собственных адсорбированных газов и газов из окружающей среды, Герметизация оболочки обеспечивает надежную консервацию модифицирующей смеси, что повышает эффективность модифицирования и дает возмож 35ность увеличить механические свойства сплава при меньшем расходе модификатора.Нагрев брикета до температурына 10-20 С ниже температуры образо 40ванин жидкой фазы позволяет полнеедегазировать порошки и производитьих одновременное спекание и,деформацию. Интервал 10" 20 С обусловленпогрешностью измерения температурв промышленных условиях и обеспечивает нагрев нанолнителя оболочки ниже температуры образования жидкойфазывНагрев брикета выше данных температур может привести к образованию химического соединения, что приводит к образованию монолита и ухуд .шает его растворимость во время ввода в жидкий металл. 55Время выдержки брикета при данной .температуре, необходимое для выравнивания температуры по всему объемубрикета, определяется размером оболочки, материалом наполнителя, т.,е,его теплофизических характеристик,и может быть определено опытным путем.Герметизация оболочки обеспечивает надежную консервацию модифицирующей смеси, что повышает эффективность модифицирования и дает возможность увеличить механическиесвойства сплава при меньшем расходемодификатора.П р и м е р 1. Для модифицирования жаропрочного сплава ЖС 6-К изготовили шесть типов модифицирующей сме"си, состав которой приведен в табл.1,Жаропрочный сплав ЖС 6-1 плавилив индукционной вакуумной печи и притемпературе расплава, равной 1570 С,обрабатывали добавками. После этогорасплав разливали в керамические формы.В составах 1-6 при нагревании до1570 С образуются следующие химические соединения: Т М 1 (т.пл. 1015 С);Тз.Ыд (т,пл, 1240 С); ТЮ, (т.пл,1380 С); Ы.А 1 (т.пл, 1133 С); Из.,А 1(т. пл. 1385 С); Т.А 1 (т. пл. 1460 С),Могут присутствовать и тройныесоединения Бх А 1 Т. Все химическиесоединения имеют температуру плавления ниже, чем температура расплава,причем реакция их образования сопровождается тепловыми эффектами, чтозначительно ускоряет растворениебрикета и повьппает эффективность модифицирования.В качестве модификатора выбралиультрадисперсные порошки тугоплавких,соединений ЕгВ и Т 1(СН) (диборидциркония и карбонитрид титана).После перемешивания порошков модифицирующей смеси их засыпали втонкостенную оболочку из никелевойфольги (тюбик) и герметизировалидонную часть путем завальцовки иобжатия,а горловину подооединялик источнику вакуумирования и тюбикипомещали в нагревательную печь инагревали, вакуумируя внутреннююполость,При приготовлении модифицирующего прутка по известному способу тюбики нагревали и в нагретом состоянии деформировали на прессе.Параметры способа изготовления модифицирующего прутка и результаты эффективности модифицирования приведены в табл,2.1388450 Таблица 1 Порошки двух или более элементов,выбранных из группы металлов, мас.% Состав модифицирующейсмеси одержание одификатоа в брикеете, мас,% Порошок алюмини Порошоктитана орошикеля ИзвестныйПредлагаемый арианты 30 1 О 50 22 Из полученных данных видно, чтопредлагаемый способ приготовлениямодифицирующего прутка позволяетповысить пластичность обработанногомодифицирующим. прутком сплава в2,5-3 раза при незначительном повышении его прочности.П р и м е р 2. Для модифицированияалюминиевого сплава АЛ 34 приготовилишесть составов модифицирующей смеси,приведенные в табл.3, В качествеоболочки брикета использовали алюми.ниевые тюбики, которые обрабатывали,используя приемы примера 1. СплавАЛ 34 плавили в индукционной печи, азатем сливали в раздаточную печь ифпри 710 С вводили куски модифицирующего брикета и разливали в металлические формы стандартных образцов.В качестве модификатора использовали ультрадисперсные порошки нитрида алюминия, нитрида кремния и диборида титана,25В составах 1-6 при нагревании доо710 С образуются следующие химичесо кие соединения: М 8 гпэ (т.пл.360 С); М 8 гп, (т.пл. 590 С); М 8 гп (т,пл.545 С); М 8 гп э (т.пл. 4 10 С),Могут образоваться тройные соединения А 1 М 8 э гпэ, А 1 МИгпэПараметры способа изготовления модифицирующего прутка для обработки алюминиевого сплава и результаты эффективности модифицирования приведены в табл.4.По предлагаемому способу изготовления модифицирующего прутка умень шается в 1,5 раза его расход, на20-25% повышается предел ( б) прочности и в 1,5-2 раза возрастаетпластичность, что свидетельствуето повышении модифицирующего эффекта. Влияние параметров способа приготовления модифицирующего прутка на предел прочности при растяжении и пластичность сплава АЛ 9 при вводе модификатора в количестве 0,015% и заливке образцов в кокиль с их последующей термообработкой приведены в табл.5. Как следует из табл.5 предлагаемый способ обеспечивает повышение предела прочности 6 в 1, 1-1, 18 раза и пластичности в 1,5-1,8 раза. Формула изобретения Способ изготовления модифицирующего прутка, включающий наполнение тонкостенной оболочки смесью порошков модификатора и порошков двух или более элементов, вступающих в химическую реакцию при введении в расплав, нагрев оболочки с последующей горячей пластической деформацией, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения механических свойств, оболочку в виде баллона, наполненную смесью порошков, вакуумируют до 11 Г -110 мм рт.ст. и нагревают до температуры на 10-20 С ниже температуры образования жидкой фазы и выдерживают в течение 30-60 мин,1388450 Параметры способа Количествомодифицирующего прутка, мас.%от расплава Способ 3,% Температура нагрева, С беф 620 20 640 О,90 640 8 О, 1 О 4 0,02 10 15 8 1010 00 4 00 0,0 4.свойства Параметры способа Способ Степень вМПа Известный 620 320 3,0 0,2 640 4,0 340 0,3 4,5 360 410 0,1 0,1 370 0,003 400 0,18 360 6,0 0,05 405 0,15 0,02 6,2 360 400 О, 12.Таблица 5 Параметры процесса Способ из;МПа 1 10 4 26 4 64 260 3,1 10 60 50 Известный 22 2,0 температуры плавления алюминия (660 С - Т) на 10-20 С,1 оставитель Н,Косторной хред Л.Олийнык Редактор Н.Киштулинец Корректор С.Черни аказ 1551/2 Тираж 594НИИПИ Государственного кпо делам изобретений и35, Москва, Ж, Раушск Подпимитета СССРткрытийя наб д, 4/5 ое 1130 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,ПредлагаемыйВарианты1 готовления модифицирующего прутка Предлагаемыи Варианты 1Количествомодифицирующего прутка,мас.Х отрасплава Температура спекания Т ОС% Температура нагреова, С Время выдержки,мин разряжения,мм рт.ст,Глубина разряжения,мм рт.ст,Механические свойства