Применение щелочноземельных и редкоземельных элементов в металлургии прецизионных сплавов

При выплавке прецизионных сплавов, кроме раскис­ления марганцем и кремнием, используется еще ком­плекс добавок других активных элементов. Дополни­тельное введение в сплав тех или иных элементов спо­собствует улучшению технологической пластичности сплавов или обеспечивает повышение их служебных ха­рактеристик. Несмотря на довольно большое количест­во работ по улучшению свойств сталей и сплавов путем присадки различных элементов в небольших количест­вах, общих принципов выбора комплекса присадок и их количественного соотнощения не выработано, поскольку при определении оптимальных количеств и условий при­садки преследуются различные цели. В одних случаях такие добавки вводят для понижения газонасыщенно­сти, десульфурации или образования в металле неме­таллических включений, улучшающих его свойства, в других — для изменения физико-химических и физиче­ских свойств сплавов, предопределяя в дальнейшем улучшение их служебных характеристик. Ниже приве­дены некоторые сведения о влиянии присадок различ­ных элементов на свойства основных групп прецизион­ных сплавов.

Влияние присадок элементов-раскислителей на тех­нологическую пластичность и магнитные свойства железоникелевых сплавов типа 79НМ приведено на рис. 1.

Рис. 1. Влияние присадок элементов - раскислителей на технологичес­кую  пластичность и коэрцитивную силу сплава 79НМ

Как видно из приведенных данных, присадка бериллия, бора и циркония ведет к ухудшению технологических и магнитных характеристик сплава. Церий и титан улуч­шают пластичность сплава, но при этом заметно повы­шается коэрцитивная сила. Наиболее благоприятное влияние им свойства сплава оказывают добавки 0,1% Са и0,005% Мg, поэтому присадка этих элементов широ­ко используется при производстве большой группы железоникелевых сплавов.

Повышение технологической пластичности при рас­кислении кальцием и церием наблюдается при выплав­ке сложнолегированных сплавов на основе системы Fe-Ni-Сr.

На рис. 2 приведены результаты испыта­ния при кручении образцов сплава типа 36НХТЮ, вы­плавленного с применением раскисления кальцием, це­рием и кальцием + церием. Как видно, раскисление каль­цием и церием существенно улучшает технологическую пластичность сплава и особенно благотворно действует их совместное введение.

Рис. 2. Влияние кальция и церия на   технологическою   пластичность

сплава типа 36НХТЮ: 1 — без   присадок;   2— 0,05%   Се;  3 — 0,05% Са; 4 — 0,05% Се и 0,05% Са

Присадка щелочноземельных и редкоземельных эле­ментов в сплавы типа нихром (Х20Н80 или Х15Н60) приводит к существенному повышению их технологической пластичности и срока службы нагревателей (живу­чести). Это объясняется изменением физико-химических свойств и структуры окалины в условиях службы; по-видимому, определенную роль при этом играет и из­менение количества и вида неметаллических включений. Подобные результаты получены и при введении в жезохромалюминиевые сплавы  бария,  церия,  иттрия.

Магнитномягкие и магнитострикционные сплавы с высоким содержанием алюминия (типа 8Ю—16Ю) от­носятся к труднодеформируемым сплавам. С целью по­вышения их технологической пластичности были попыт­ки  применять в качестве присадок германий, ба­рий, цирконий, иттрий, тантал, молибден. Имеются некоторые сведения о повышении пластичности этих сплавов при добавках циркония, церия или иттрия, но количество этих добавок и способ введения их подле­жат уточнению и дальнейшему изучению.