Длительная прочность молибдена и сплавов

Длительная прочность молибдена и сплавов на его основе при различных температурах (плавка в дуговой печи, ковка)

Все двойные сплавы имели более высокую длительную прочность, чем нелегированный молибден; преимущества сплавов тем более значительны, чем выше температура испытаний. Отожженные для снятия напряжений сплавы обладают более высокой длительной прочностью, чем полностью рекристаллизованные, за исключением испытанных при самой высокой температуре. Сплавы с титаном, температура рекристаллизации которых значительно выше 1095°, под нагрузкой частично претерпевают рекристаллизацию, в особенности при длительных испытаниях, и при более низких температурах, но- длительная прочность этих сплавов при температуре 870 и 980° после отжига для снятия напряжений почти в два раза выше, чем в полностью рекристаллизованном состоянии.

Температура перехода из вязкого в хрупкое состояние

Температура перехода из вязкого в хрупкое состояние нелегированного молибдена, а также двадцати трех сплавов на основе .молибдена была определена испытанием стандартных образцов Шарпи с V-образным надрезом в трех состояниях: непосредственно после прокатки, После отжига для снятия напряжений и после полной рекристаллизации. Приведены кривые «работа ударного разрушения— температура испытания» для сплавов молибдена с алюминием, но они являются типичными для всех остальных сплавов; температурный интервал перехода сплавов, полученных в виде прутков диаметров 16 мм. Температурный интервал ограничен здесь энергией разрушения образцов 2,7—16,5 кГм. Температура перехода для образцов, изготовленных из безуглеродистого молибдена и находящихся в состоянии после прокатки или после отжига для снятия напряжений, оказалась значительно ниже, чем для образцов нелегиро-ванного молибдена, раскисленного углеродом. Казалось бы, что прокатанный нелегированный молибден, в котором содержатся избыточные фазы (такие, как, например, карбид молибдена), должен иметь более высокую температуру перехода, чем сплавы молибдена, представляют щие собой твердый раствор и не содержащие избыточных фаз. Однако после рекристаллизации все сплавы молибдена, не содержащие углерода, показывают значительно более высокую температуру .перехода» чем упомянутый выше молибден, раскисленный углеродом.

определения пластичности при изменении состава

температуры было выбрано испытание на изгиб

Следует обсудить влияние примесей на пластичность молибдена- в связи с работой |, выполненной ,в институте им. Баттела по изучению зависимости между пластичностью молибдена и содержанием в нем элементов, образующих твердые растворы внедренйя. Для оценки влияния примесей был использован молибден высокой степени чистоты,, выплавленный в дуговой печи, в который вводили строго определенное количество одного из указанных элементов. В основном кислород и в меныйей степени углерод являются причиной хрупкости молибдена при комнатной температуре. Азот также вызывает появление хрупко-сти, однако его содержание в молибдене обычно недостаточно велико,, чтобы он был опасен. В работе было также изучено влияние малых количеств легирующих добавок, которые вводили в металл во время.

Наиболее эффективным оказался титан; его действие сказывается в значительно более- широком интервале концентраций, чем других легирующих добавок- Торий также нейтрализует вредные примеси, но при этом улучшение пластичности молибдена при комнатной температуре сопровождается понижением его высокотемпературных свойств.

Для определения пластичности при изменении состава и температуры было выбрано испытание на изгиб, как более простое и дающее воспроизводимые результаты. Предварительные опыты показали, что молибден чувствителен к скорости деформации. График — величина, обратная температуре перехода из вязкого .состояния в хрупкое,— логарифм скорости деформации есть прямая линия. Типичные данные для различных плавок молибдена показывают, что с увеличением скорости деформации повышается температура перехода из вязкого состояния в хрупкое. Наличие прямолинейной зависимости позволяет экстраполировать эту температуру для таких скоростей деформации, которые не были достигнуты экспериментально. В основной серии опытов скорбеть деформации была постоянна.

Образцы с поперечно ориентированным зерном. Скорость деформации 3,8% в сек. Температуру перехода определяли по данным загиба на угол 4°. 1 — кислород; 2 — азот; 3—углерод; 4 — технический молибден в литом состоянии; 5 — появление избыточной фазы в микроструктуре.

пластичность молибдена

улучшается при увеличении скорости нагрева

При исследовании было обнаружено одно интересное явление — пластичность молибдена улучшается при увеличении скорости нагрева; в особенности это относится к образцам, требующим сравнительно непродолжительного отжига.

Увеличение содержания углерода, кислорода или азота вплоть до предела их растворимости в твердом состоянии приводит к соответствующему повышению температуры перехода из вязкого состояния в хрупкое. На границе области твердого раствора, т. е. при появлении в молибдене второй фазы, наклон соответствующих кривых изменяется. Кислород в молибдене оказывает наиболее резко выраженное влияние на хрупкость и температуру перехода. Это подтверждается также данными исследования, в котором проволоку, изготовленную методом порошковой металлургии, нагревали в вакууме с парциальным давлением кислорода (0,1; 0,3 и 0,7 мкм рт. ст.), получая таким образом молибденовую проволоку с различным содержанием кислорода. Изменение пластичности этой проволоки в зависимости от содержания кислорода и температуры испытания показано ясно видно, что хрупкость проволоки возрастает тем более резко, чем выше содержание кислорода.

При изучении в институте им. Баттела процесса нейтрализации ле-гирующими элементами вредного влияния примесей, в частности кислорода, также было использовано испытание на изгиб; результаты исследования представлены. Исследователи пришли к выводу, что, по-видимому, существуют оптимальные концентрации, при которых кислород и азот в молибдене находятся в виде безвредных неметаллических включений. Когда же содержание легирующего элемента превышает оптимальное, температура перехода из вязкого состояния в хрупкое вновь повышается, по-видимому, вследствие увеличения твердости твердого раствора за счет легирования.

Метод очистки молибдена путем переплавки в вакуумной дуговой печи описан Ренгсторффом и Фишером .