Механические свойства при растяжении литого нелегированного молибдена

Механические свойства при растяжении литого нелегированного молибдена и сплава Мо с 0,45% Ti В зависимости от состояния и температуры испытания

Приведены механические свойства нелегированного молибдена и промышленного сплава молибдена с 0,45% Ti, находящихся в трех различных состояниях; приведенные в ней .результаты относятся к испытанию «а растяжение при трех различных температурах. Предел прочности нелегированного молибдена при комнатной температуре" из-, меняется в зависимости от состояния в .пределах 47—71 кг/мм2, а при температуре 870°—в пределах 17—36 кг/мм2. Для сплава молибдена е титаном аналогичное' изменение предела прочности составляет соответственно 52—93 и 28—61,5 кг/мм2. Пластичность во всех трех состояниях имеет достаточно высокое значение, хотя гари .повышенных температурах относительное удлинение для состояния после наклепа несколько ниже за счет уменьшения величины равномерного удлинений (до образования шейки). Сужение площади поперечного сечения исследуемых материалов находится в пределах 70—90% даже и для тех случаев, когда удлинение ниже 20%. Высокую прочность имеет сплав молибдена с титаном в состоянии после отжига для снятия напряжений; другие свойства этого сплава приблизительно равны свойствам лучших современных промышленных сплавов на основе молибдена. Наиболее высокой прочностью при температуре 870° среди всех промышленных жаропрочных сплавов обладает, по-видимому, сплав нимоник-100; по имеющимся данным, его предел прочности при указанной температуре составляет около 50 кг!мм2. Сплав нимоник-100 получен в результате многолетних научно-исследовательских работ, но тем не менее его прочность при высоких температурах ниже, чем прочность сравнительно простых по составу молибденовых сплавов.

Низкая ударная вязкость рассматривается как второй недостаток большинства .молибденовых сплавов, предназначенных для применения при высоких температурах. Например, сплав молибдена с 0,45% Ti имеет температуру перехода из вязкого в хрупкое 'состояние при испытании образцов с V-образным надрезом, по Шарпи, равную 320°, при-чем работа ударного разрушения падает от 16,5 до 0,4 кГм при снижении температуры до 100°. С другой стороны, этот сплав сохраняет заметную пластичность при снижении температуры до —50°, если око- рость деформации невелика.

По усталостным свойствам молибденовых сплавов имеется мало данных^ Букаут и Хайл ер показали, что чистый молибден, (выплавленный в дуговой .печи, имеет исключительно высокий предел усталости. В состоянии после .наклепа его предел усталости при .переменном изгибе на базе 5-Ю7 циклов составляет 81% предела прочности для образцов без надреза и 39% для образцов с надрезом (фактор концен-трации напряжений 3,1).

Кроме прочности при высоких температурах, большое значение для высокотемпературного применения материала имеет его ползучесть. Для грубой, но быстрой оценки ползучести служат испытания, в которых определяется время до разрушения при различных напряжениях и температуре. Для сплава молибдена, содержащего 0,45% Ti, напряжение, вызывающее разрушение через 500 час. при 1100°, составляет 21,2 кг/мм2, т. е. на 6,3 кг/мм2 выше, чем для жаропрочного сплава ни.моник-95 при температуре 815°. Сплавы на основе железа, никеля, кобальта, хрома или сплавы этих металлов друг с другом имеют 100-часовую прочность при температуре 900°, не превышающую 15,1 кг/мм2, тогда как время до разрушения молибденовых сплавов при: указанной температуре и напряжении 42,5 кг/мм2 составляет около» 300 час.

В литературе имеется мало данных по ползучести молибденовых сплавов, позволяющих сравнивать их с данными других сплавов. Тем не менее можно отметить, что напряжение, вызывающее вторичную; скорость ползучести, равную 0,01% в час, для сплава молибдена, содержащего 0,45% Ti в . состоянии после наклепа при температуре 980°,. составляет 34,6 кг/мм2 в сравнении с 19 кг/мм2 для жаропрочного сплава нимоник-95 при температуре 815°. Даже в полностью рекристал- лизованном .состоянии длительная прочность .молибденовых сплавов при температуре их испытания на 200° выше близка к длительной прочности обычных жаропрочных сплавов.