RU2119549C1 - Способ получения инварных сплавов - Google Patents
Способ получения инварных сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2119549C1 RU2119549C1 RU97110389A RU97110389A RU2119549C1 RU 2119549 C1 RU2119549 C1 RU 2119549C1 RU 97110389 A RU97110389 A RU 97110389A RU 97110389 A RU97110389 A RU 97110389A RU 2119549 C1 RU2119549 C1 RU 2119549C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloys
- deformation
- titanium
- temperature
- room temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам получения в сплавах титана инварных свойств. Способ заключается в термомеханической обработке сплавов, содержащих 50 - 66 мас.% тантала, титан - остальное, которая включает в себя закалку из β - области, деформацию на 5 - 7% при комнатной температуре и нагрев до температуры обратного мартенситного превращения. Применение заявленного способа позволяет получить значение температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) в пределах 1 x 10-6K-1, что соответствует лучшим образцам суперинваров.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности, к способам получения на сплавах титана инварных свойств. Изобретение может быть использовано в радиоэлектронной технике, метрологии, для соединения с диэлектриками.
С развитием радиоэлектроники потребовались металлические сплавы с минимальным температурным коэффициентом расширения на неферромагнитной основе, т.е. сплавы, не испытывающие магнитных превращений.
Ферромагнетизм инварных сплавов на железоникелевой основе не позволяет использовать эти материалы в приборах, где магнитное поле, наводимое остаточным ферромагнетизмом, является недопустимым. Поэтому возникла необходимость разработки сплавов с минимальным коэффициентом температурного расширения, не испытывающих магнитного превращения.
Известно, что основой немагнитных сплавов инварного класса является хром. Легирование хрома небольшими добавками Fe, Mn, Re, Ru, Ta, La дает возможность получить сплавы с низким значением ТКЛР. Однако хром и сплавы на его основе являются хрупкими, что не позволяет проводить пластическую деформацию. Поэтому изготовление из хромовых сплавов деталей, обладающих инварными свойствами, весьма затруднительно, а часто и невозможно (см. Прецизионные сплавы. Справочное издание/ Под ред. Молотилова Б.В. - М.: Металлургия, 1983, с. 249).
Известные сплавы на основе титана 72ТФ, 75ТМ легированные ванадием и молибденом в больших количествах (до 30%) имеют устойчивые однофазный β - -твердый раствор с ОЦК - структурой от комнатной температуры до температуры плавления. Значения термического коэффициента линейного расширения (ТКЛР) высоколегированных сплавов 72ТФ, 75ТМ, составляет (8-10)х 10-6К-1, что совпадает со значениями платины и платинита. Эти значения являются относительно высокими, что не удовлетворяет требованиям новой техники. Вышеуказанные способы получения немагнитных сплавов инварного класса предусматривают легирование основы небольшими добавками (см. Прецизионные сплавы. Справочное издание/ Под ред. Молотилова Б.В. - М.: Металлургия, 1983, с. 255-256). Наиболее близкого аналога выявлено не было.
Задачей изобретения является способ получения более низких значений ТКЛР на немагнитных сплавах титана.
Более низкие значения ТКЛР достигаются за счет выбора легирующих элементов, их количества и соответствующей термомеханической обработки, обеспечивающих низкие значения ТКЛР в широком интервале температур.
Поставленная задача решается способом получения инварных сплавов, содержащих 50-66 мас% тантала, титан - остальное, который включает в себя закалку из β - области, деформацию на 5-7% при комнатной температуре и нагрев до температуры обратного мартенситного превращения.
При закалке сплавов титана с Ta из однофазной высотемпературной β - области образуется α″- мартенсит в широкой области изменения состава. Эта структура с орторомбической кристаллической решеткой является сложной по своему строению. С целью достижения на сплавах титана инварных свойств, сплавы должны иметь в исходном состоянии α″+β - структуру, по составу близкую к сплавам с однофазной метастабильной β - структурой. Структура α″ - мартенсита в системе Ti-Ta, образованная при закалке с 900o-1000oC в воду, по сравнению с другими β - изоморфными легирующими элементами, термически более устойчива к распаду. Для достижения на сплавах системы Ti-Ta инварных свойств необходима последующая деформация на 5-7% (растяжка, прокатка и др.) при комнатной температуре, которая вызывает в указанной метастабильной структуре образование мартенсита деформации. Деформация протекает при относительно малых усилиях (низкий предел текучести, большая площадка текучести). Поэтому кристаллическая решетка мартенсита деформации строго ориентирована в направлении деформирующих усилий и сохраняет когерентную связь с исходной структурой α′- мартенсит с ГПУ решеткой и метастабильный β- твердый раствор с ОЦК решеткой). Деформированный сплав с указанной нестабильной структурой нагревают до температуры обратного мартенситного превращения, что составляет ≈ 200oC. При нагреве, в ходе обратного мартенситного превращения структура α″- мартенсита деформации и сама деформация возвращаются на 30-40% к исходному состоянию. Затем сплав охлаждается до комнатной температуры. В процессе охлаждения в сплаве протекает прямое β→α″ - превращение, с образованием α″- мартенсита, идущего с увеличением объема и таким образом компенсирующего объемные изменения сплава при охлаждении. Повторный нагрев вызывает объемные и структурные изменения в обратном направлении. Таким образом, при нагреве и охлаждении в интервале температур от -100oC до +200oC сплавы системы Ti-Ta с указанной структурой проявляют инварные свойства.
Проведенные исследования показали, что материалы с уникальными инварными свойствами могут быть получены в сплавах системы Ti-Ta. Для этого выбирается состав сплава этой системы таким образом, чтобы получить 2-фазную структуру: термоупругий α″- мартенсит плюс метастабильный, с неустойчивой ОЦК структурой β- твердый раствор,( α″+βмет.) который при последующей деформации на 5 - 7% дает возможность получить дополнительно структуру мартенсита деформации (α″), ориентированного в направлении деформирующих усилий. Деформация 5-7% протекает при низком пределе текучести и большой площадке псевдотекучести. При деформации меньше чем 5% деформация осуществляется путем образования мартенсита деформации. При деформации больше, чем 7%, деформация идет по обычному дислокационному механизму.
Дилатометрический анализ сплавов системы Ti-Tа проводили на дилатометрах серии DL-1500 японской фирмы "Ульвах - Синку - Рико".
Расчет температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) -α проводили по формуле:
где
dl - изменение размера образца;
ΔT - интервал температур исследования.
где
dl - изменение размера образца;
ΔT - интервал температур исследования.
Пример реализации изобретения.
Закаленный сплав, содержащий 66 мас.% тантала, титан - остальное, деформировали на 5-7% при комнатной температуре. Деформированный сплав подвергался нагреву и охлаждению от комнатной температуры до 360oC на протяжении 7 циклов. Во всех циклах наблюдались обратимые изменения длины образца. Последующие нагрев и охлаждение после снятия обратимой "памяти" формы от комнатной температуры до 100oC показали, что размеры образца практически не изменились. При повышении температуры от 20oC до 150oC ТКЛР находится в пределах 1•10-6К-1, что соответствует лучшим образцам суперинваров.
Claims (1)
- Способ получения инварных сплавов, содержащих 50 - 66 мас.% тантала, титан - остальное, заключающийся в том, что сплавы закаливают из β-области, деформируют на 5 - 7% при комнатной температуре и нагревают до температуры обратного мартенситного превращения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97110389A RU2119549C1 (ru) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Способ получения инварных сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97110389A RU2119549C1 (ru) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Способ получения инварных сплавов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2119549C1 true RU2119549C1 (ru) | 1998-09-27 |
RU97110389A RU97110389A (ru) | 1999-01-10 |
Family
ID=20194367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97110389A RU2119549C1 (ru) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Способ получения инварных сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2119549C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002063053A1 (fr) * | 2001-02-08 | 2002-08-15 | Utar International Inc. | Alliage d'invar non ferromagnetique |
RU2625376C1 (ru) * | 2016-03-21 | 2017-07-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ термомеханической обработки прутков из двухфазных титановых сплавов для получения низких значений термического коэффициента линейного расширения в направлении оси прутка |
-
1997
- 1997-06-17 RU RU97110389A patent/RU2119549C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Менецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 1980, с.272 - 273. * |
Прецизионные сплавы. Справочное издание/Под ред. Молотилова Б.В. - М.: Металлургия, 1983, с.255 - 256. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002063053A1 (fr) * | 2001-02-08 | 2002-08-15 | Utar International Inc. | Alliage d'invar non ferromagnetique |
RU2625376C1 (ru) * | 2016-03-21 | 2017-07-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ термомеханической обработки прутков из двухфазных титановых сплавов для получения низких значений термического коэффициента линейного расширения в направлении оси прутка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4144057A (en) | Shape memory alloys | |
JP5065904B2 (ja) | 形状記憶性及び超弾性を有する鉄系合金及びその製造方法 | |
Liu et al. | An experimental and theoretical study of cementite dissolution in an Fe-Cr-C alloy | |
EP0747498A1 (en) | Ferrous glassy alloy with a large supercooled temperature interval | |
Bang et al. | Crystallization of the metallic glass Fe78B13Si9 | |
Hwang et al. | Phase-stability dependence of plastic deformation behavior in Ti-Nb-Ta-Zr-O alloys | |
Churakova et al. | Microstructure transformation and physical and mechanical properties of ultrafine‐grained and nanocrystalline TiNi alloys in multiple martensitic transformations B2‐B19’ Gefügeumwandlung sowie physikalische und mechanische Eigenschaften von ultrafeinkörnigen, nanokristallinen TiNi‐Legierungen unter verschiedenen martensitischen Umwandlungen B2‐B19’ | |
JP2022177290A (ja) | 常磁性の硬質ステンレス鋼とその製造方法 | |
Babilas et al. | The influence of cooling rate, chromium and silicon addition on the structure and properties of AlCoCrFeNiSi high entropy alloys | |
RU2119549C1 (ru) | Способ получения инварных сплавов | |
US3974001A (en) | Paramagnetic alloy | |
Krishna et al. | Effect of aluminium on microstructure and shape memory effect in Cu-Al-Ag-Mn shape memory alloys | |
Souza et al. | Microstructure evolution and phase transitions of the annealed Cu–11% Al alloy with Sn and Gd additions | |
Sandu et al. | Influence of isothermal ageing on mechanical behaviour in Ni-rich Ti–Zr–Ni shape memory alloy | |
Kakeshita et al. | Composition dependence of martensitic transformations in Fe–Ni Invar alloys under hydrostatic pressures | |
Shafeeq et al. | Influence of quenching methods on martensitic transformation and mechanical properties of P/M processed Cu–Al–Ni–Ti shape memory alloys | |
WO1997040200A1 (en) | Platinum alloy | |
US20060076091A1 (en) | Shape memory alloy with ductility and a making process of the same | |
Cai et al. | Effect of Mo on Phase Transformations and Mechanical Properties of NiTi Alloys | |
Kolomytsev et al. | Effect of the Be and Y on the martensite transformation parameters in TiNi compound | |
Bubley et al. | β1→ γ′ transformation in Cu-Mn-Al alloys after low temperature aging | |
RU2791679C1 (ru) | Аморфный магнитный сплав на основе системы железо-кремний | |
JPH0480097B2 (ru) | ||
Leonov et al. | Effect of Heat Treatment on the Microstructure and Physicomechanical Properties of a Cold-Rolled Strip Made of a 97NL-VI Alloy for Manufacturing Current-Carrying Parts | |
Karnowsky et al. | The transformation behavior of a U-16.4 at% Nb-5.6 at% Zr alloy |