SU1659168A1

SU1659168A1 - Способ получени отливок из сплавов системы свинец-сурьма

Info

Publication number: SU1659168A1
Application number: SU894726268A
Authority: SU
Inventors: Михаил Григорьевич Зелин
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1989-07-27
Filing date: 1989-07-27
Publication date: 1991-06-30

Abstract

Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано дл получени отливок из доэвтектических сплавов системы Pb - Sb, обладающих повышенными прочностными и пластическими свойствами. Цель изобретени - повышение прочностных свойств доэвтектических сплавов при сохранении пластических характеристик. Способ достигаетс путем приготовлени расплавов из составл ющих доэвтектиче- ского и заэвтектического составов, их смешивани , заливки в литейную форму и последующей кристаллизации при охлаждении , при этом составл ющие используют в жидкотвердом состо нии, их смешивание ведут после охлаждени до 230 - 350&deg;С при отношении обьемов сплава доэвтектическо- го и заэвтектического составов , равном 2 - 8, а охлаждение в литейной форме осуществл ют со скоростью 1 - 400 град/с. -5 &amp;

Description

Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано дл получени отливки из доэвтектических сплавов системы Pb - Sb, обладающих повышенными прочностными и пластическими свойствами.

Цель изобретени - повышение прочностных свойств доэвтектических сплавов при сохранении их пластических свойств.

Способ предусматривает при смешивании составл ющих использование доэвтек- тического и заэвтектического сплавов в жидкотвердом состо нии при температуре 230 - 350°С и отношении обьемов доэвтек- тического и заэвтектического сплавов 2-8 с последующим охлаждением со скоростью 1 - 400 град/с. Такой способ получени отливок позвол ет повысить прочностные свойства сплавов при сохранении их пластических характеристик за счет обеспечени в структуре сплавов нар ду с

первичными кристаллами а-фазы, имеющими высокие пластические характеристики, первичные кристаллы /3-фазы, имеющие высокие прочностные свойства.

Температура смешивани доэвтектиче- ского и заэвтектического сплавов заключена в интервале 230 - 350°С. При температуре ниже 230°С сплавы переход т из жидкотвердого состо ни в твердое. Поскольку точность поддержани температуры при использовании стандартного оборудовани ±10°С, гарантированное осуществление способа возможно при Тем S230°C. При температуре выше 350 ± 10°С способ не реализуетс , так как доэвтектический сплав переходит в жидкое состо ние.

Отношение смешиваемых объемов до- эвтектического и заэвтектического сплавов 2-8. При отношении смешиваемых обьеО

ел о

00

мов, равном нулю, объемна дол первичных кристаллов а-фазы, обеспечивающих пластические свойства, равна нулю (не получим доэвтектического сплава); снижени пластичности происходить не будет, когда обьемна дол первичных кристаллов «-фазы будет не меньше 0,5, т.е. с учетом объемной доли эвтектики, выпадающей из жидкого расплава свинца и сурьмы при отношении объемов доэвтектического и заэв- тектического сплавов, большем 8, объемна дол первичных кристаллов ft -фазы мала (не будет заметного упрочнени ).

Скорость охлаждени отливок 1 -400°/с. При скорости охлаждени менее 1 град/с происходит растворение избыточных первичных кристаллов /3 -фазы - отсутствует упрочн ющий эффект. При охлаждении со скоростью более 400 град/с возможно получение аморфной структуры или состава крайней неоднородности, что обусловливает снижение пластичности.

Кроме того, сама суть способа - получение квазиравновесной структуры, состо щей из равновесных фазовых составл ющих при их неравновесном сочетании, противоречащем равновесной диаграмме состо ни , - отличаетс от известных методов получени отливок,

Таким образом, сравнение всех признаков , характеризующих предлагаемый способ получени отливок дозвтектических сплавов системы Pb - Sh, с известными удовлетвор ет критерию существенные отличи .

Способ получени отливок осуществл ют следующим образом.

В один тигель помещают сплав свинца и сурьмы доэвтектического состава (Sb 13%), а в другой - сплав свинца и сурьмы заэвтектическогосостава (Sb 13%) и нагревают до перевода в жидкотвердое состо ние до 230 - 350°С. Затем осуществл ют смешивание содержимых тигелей, перелива жидкотвердый расплав заэвте к- тического сплава в тигель, содержащий жидкотвердый расплав доэвтектического состава свинца и сурьмы, и интенсивно перемешива . Затем осуществл ют разливку в литейную форму и охлаждение со скоростью 1 - 400 град/с.

Смешивание жидкотвердых расплавов доэвтектического и заэвтектического составов при последующей кристаллизации приводит к по влению в структуре первичных кристаллов / - фаз нар ду с кристалли- цией а-фазы, что обеспечивает повышение

прочностных свойств при сохранении пластичности .

Конкретную реализацию способа осуществл ли на примере получени отливок

из сплавов Pb - 8%Sb. Брали чистый свинец (99,999%) и сурьму. Измельченную механическую смесь Pb - 5%Sb (температура ликвидуса 355°С) помещали в один тигель, в другой тигель помещали смесь Pb-20%Sb

(температура ликвидуса 360°С). Тигли нагревали до 580°С. Затем температуру снижали до 230 - 360°С и смешивали содержимое обоих тиглей в отношении объемов доэвтектического и заэвтектического сплаBOB 0- 10.

Полученную отливку - цилиндр диаметром 20 мм, высотой 70 мм - охлаждали с различной скоростью с печью 0,2 град/с на спокойном воздухе 2-5 град/с, в воде 400

град/с. Затем готовили шлифы вдоль и поперек образующей цилиндра.

Металлографический анализ показал наличие однородной структуры, состо щей из эвтектики ( а+ р ) первичных кристаллов а и/3 -фаз при реализации предлагаемого способа в соответствии с его режимами. Механические характеристики измер ли на плоских образцах с размером рабочей части 25x6x2 мм, изготовл емых из пластин,

нарезанных параллельно оси отливки. Результаты измерени механических свойств показали, что реализаци данного способа позвол ет получить повышенные прочностные свойства при сохранении пластических .

Таким образом, способ дает возможность повысить прочностные характеристики доэвтектических сплавов системы Pb - Sb.

Claims

Формула изобретени

Способ получени отливок из сплавов системы свинец - сурьма, включающий приготовление расплава из составл ющих, заливку его в литейную форму и последующую

кристаллизацию при охлаждении, отличающийс тем, что, с целью повышени прочностных свойств доэвтектических сплавов при сохранении пластических характеристик , в качестве составл ющих

используют сплавы доэвтектического и заэвтектического составов в жидкотвердом состо нии, смешивание их ведут после охлаждени до 230 - 350°С при отношении объемов сплава доэвтектического и заэвтектического составов 2 - 8, а охлаждение в литейной форме осуществл ют со скоростью 1 - 400 град/с.