ISSN (print) 1995-2732
ISSN (online) 2412-9003

 

скачать

Аннотация

Актуальность работы: в статье описаны особенности теплового расширения инварных сплавов системы Fe-Ni-С, дополнительно легированных ванадием и молибденом. Введение углерода и легирование сильными карбидообразующими элементами позволяет повысить прочностные свойства по сравнению с инварами традиционного состава за счет карбидного упрочнения. При этом температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) сохранят низкие значения, что существенно расширяет области применения таких высокопрочных сплавов для тяжелонагруженных изделий в прецизионном приборостроении. Цель работы: изучение влияния термической обработки на значения ТКЛР в сплавах инварного класса системы Fe-Ni-C-V (32НФ) и Fe-Ni-C-V-Mo (34НФМ). Используемые методы: осуществлялось физическое моделирование процессов термической обработки, дилатометрические измерения и определение ТКЛР, которые выполнялись на образцах диаметром 10 мм и длиной 80 мм с помощью модуля Pocket Jaw исследовательского комплекса Gleeble 3500. Упрочняющая термическая обработка заключалась в закалке от температур 1200 и 1250°С в воде для насыщения твердого раствора углеродом и карбидообразующими элементами и нагреве закаленных образцов до температуры 700°С для распада пересыщенного твердого раствора. Новизна: выявлены закономерности изменения ТКЛР инварных сплавов системы Fe-Ni-C-V и Fe-Ni-C-V-Mo при упрочняющем термическом воздействии. Результаты: определены значения ТКЛР при различных режимах термического воздействия и установлено, что наименьшие значения коэффициента расширения для исследуемых сплавов (для сплава 32НФ α30–150 = 1,26•10–6К–1, для сплава 34НФМ α30–150 = 2,14•10–6К–1) были получены после закалки от 1250°С в воду с последующим нагревом до 700°С и выдержке при этой температуре в течение 1 ч. Практическая значимость: показано, что при упрочняющей термической обработке обеспечивается получение низких значений ТКЛР (от 0,5•10–6 до 3,0•10–6 К–1), соответствующих техническим условиям, предъявляемым к промышленным высокопрочным инварным сплавам.

Ключевые слова

Высокопрочные инвары, термическая обработка, дилатометрия, температурный коэффициент линейного расширения.

 

Копцева Н.В., Чукин Д.М. Магнитогорский государственный технический университет им Г.И. Носова, Россия

Дабала М. Падуанский университет, Падуя, Италия

1. Прецизионные сплавы: справочник / под ред. Б.В. Молотилова. М.: Металлургия, 1983. 438 с.

2. Zhang Jian-fu, Tu Yi-fan, Xu Jin [etc.]. Effect of Solid Solution Treatment on Microstructure of Fe-Ni Based High Strength Low Thermal Expansion Alloy // Journal of Iron and Steel Research, International. 2008, vol. 15, no. 1. pp. 75–78.

3. Wang Chao, Yuan Shou Qian, Yao Cheng Gong [etc.]. Study of the Effect of W and Mo Binary Alloying on Fe-Ni36 Invar Alloy Properties // Advanced Materials Research. 2013, vol. 690–693, pp. 290–293.

4. Шамилов Т.Г. Разработка новых типов высокопрочных инварных сплавов системы Fe-Ni-C: автореф. дис. … канд. техн. наук: 01.04.07 / Т. Г. Шамилов. М., 1992. 25 с.

5. A.A. Braid, J.R. Teodosio, H.F.G. Abreu [etc.]. Studies on magnetically aged Fe-Mo-Ni-C alloys with different carbon additions // Journal of Magnetism and Magnetic Materials pp. 226–230 (2001) 1397–1399.

6. C.C. Zhao, S.Y.Yang, Y.Lua [etc.]. Experimental investigation and thermodynamic calculation of the phase equilibria in the Fe–Ni–V system // Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry 46 (2014) pp. 80–86.

7. Исследование режимов термической обработки при производстве высокопрочных инварных сплавов нового поколения / Чукин М.В., Копцева Н.В., Голубчик Э.М., Медведева Е.М., Чукин Д.М // Металлург. 2014. № 4. С. 97–102.

8. Koptseva N.V. Formation of the Physicomechanical Properties in High Strength Invar Alloys / Koptseva N.V., Golubchik E.M., Efimovaa Yu.Yu., Medvedeva E.M., Rodinov Yu.L., Korms I.A. // Steel in Translation, 2014, vol. 44, no. 4, pp. 317–319.

9. Влияние термической обработки на структуру и тепловые свойства высокопрочных инварных сплавов системы Fe-Ni-C с дополнительным легированием молибденом и ванадием / Чукин М.В., Копцева Н.В., Голубчик Э.М., Ефимова Ю.Ю., Чукин Д.М., Dabala M. // Производство проката. 2015. №7. С. 28–34.

10. ГОСТ 14080-78. Прутки и листы из прецизионных сплавов с заданным температурным коэффициентом линейного расширения. Технические условия. URL: http://gostexpert.ru/data/files/14080-78