Файл: Копецкий, Ч. В. Структура и свойства тугоплавких металлов.pdf

стояние в этом случае существенно влияет на механи­ ческие свойства. Выше 1600°С изменение прочности с тем­ пературой вновь более интенсивное. В интервале 1300— 1800°С для образцов молибдена с содержанием 0,008% С (ЦМ-1) наблюдается «горячая хрупкость» [102] с ми­ нимумом пластичности в интервале 1500—1700°С.

Длительная прочность и ползучесть делегированно­ го молибдена при высоких температурах изучены так­ же достаточно подробно [70; 97; 98; 101; 106, с. 223— 247; 107, с. 149—175]. На рис. 75 представлены некото-

рые результаты этих исследований. Сопротивление пол­ зучести и длительная прочность нелегированного молиб­ дена существенно зависят от способа получения и обра­ ботки образцов. Предварительная деформация образ­ цов перед испытанием на ползучесть повышает сопро­ тивление ползучести при температуре 1000°С [70]. Дли­ тельная прочность наклепанного молибдена за 100 ч при 1100°С составляет 91 МН/м2 (9,1 кгс/мм2), в то время как после рекріисталлизациодного отжита она равна

63—84 МН/м2 (6,3—8,4 кгс/мм2) [97].

Флагелла указывает на большую разницу в сопро­ тивлении ползучести и длительной прочности образцов молибдена, полученных методом дуговой .вакуумной плавки и методом порошковой металлургии, при 2200°С.

167

Образцы обоих сортов молибдена в .виде листов толщи­ ной 0,25—0,51 мм испытывали на ползучесть до 1000 ч в атмосфере водорода или аргона. Молибден, получен­ ный методом порошковой металлургии, в течение 100 ч выдерживал напряжение 7 МН/м2 (0,7 кгс/мм2), а вакуумплавленный — всего лишь 2,8 МН/м2 (0,28 кгс/мм2). При этом общее удлинение образцов спеченного молиб­ дена составляло 15—30%, а вакуумплавленного 50— 70%. Разрушение первых носило межкристаллитный характер, а вакуумплавленный молибден большей часстью разрушался внутрикристаллитио. Это можно объ­ яснить меньшим размером зерна и наличием дисперсной фазы у молибдена, полученного металлокерамическнм. методом. У вакуумплавленного молибдена зерно круп­ нее, а выделений дисперсных фаз не наблюдается [118,

с. 917—927].

Повышение содержания углерода от 0,003 до 0,05% вызывает резкое возрастание 10-ч длительной прочности молибдена электроннолучевой плавки [106, с. 223—247].

М. Л. Бернштейном и Э. Л. Деминой [108] предпри­ нята интересная попытка повысить длительную проч­ ность молибдена за счет создания оптимальной суб­ структуры при полигонизации. Оказалось, что полигонизация, прошедшая в результате отжига в течение 1 ч при 1150°С в проволочных образцах, предварительно де­ формированных на 5—13%, вызывает повышение дли­ тельной прочности при 900°С за 1000 мин. Полагают, что определенный .вклад в повышение жаропрочности могут внести также процессы старения.

Сплавы молибдена

Как и в случае вольфрама, разработка жаропрочных сплавов .молибдена преследует в основном две цели: с одной стороны, повышение характеристик прочности и сопротивления ползучести, а с другой — повышение низкотемпературной и технологической пластичности. Это достигается в большинстве случаев комбинацией механизмов твердорастворного и дисперсного упрочне­ ний. Были исследованы также сплавы молибдена, в ко­ торых используется один из этих механизмов упрочнения.

Интенсивные исследования в области разработки сплавов молибдена были начаты в первой половине 50-х: годов. За это время изучено значительное количество

168

двойных и тройных композиций сплавов, полученных ме­ тодами вакуумно-дуговой и электроннолучевой плавок, а также методом порошковой металлургии.

Как показали результаты многочисленных исследо­ ваний, легирование молибдена добавками различных элементов в значительных количествах ухудшает его те­ хнологическую и низкотемпературную пластичность, что ограничивает степень легирования. Исключение состав­ ляет рений, легирование которым вплоть до 50% (ат.) резко повышает характеристики пластичности молибдена. Сравнительно мало снижают технологическую пластич­ ность молибдена и добавки вольфрама, что позволяет получать изделия из сплавов молибдена, высоколеги­ рованных вольфрамом (около 30%) [107, с. 149—175]. Оптимальные результаты при разработке сплавов мо­ либдена были получены при легировании его небольши­ ми добавками углерода совместно с одним или несколь­ кими элементами ІѴА группы. В этом случае повыше­ ние прочности достигается в результате совместного дей­ ствия механизмов дисперсного и твердорастворного уп­ рочнения. Этот принцип легирования положен в основу при разработке важнейших промышленных и опытных сплавов молибдена, выпускаемых в нашей стране и за рубежом. Химический состав и некоторые характеристи­ ки механических свойств этих сплавов приведены в. табл. 8.

Обращает на себя внимание большой разброс значе­ ний прочности в интервале температур 800—1400°С, что может быть связано с различным структурным состоя­ нием образцов вследствие разной обработки, которой образцы подвергли до испытания, неодинаковыми ус­ ловиями испытания и, наконец, разницей в содержании углерода. Так, в стандартах США содержание углеро­ да в сплаве TZM даже не нормируется [70]; это приво­ дит к сильному разбросу свойств.

На рис. 76 приведена прочность некоторых молибде­ новых сплавов при испытании на растяжение в услови­ ях разных температур. Как правило, атмосфера, при ко­ торой проводили испытания, — вакуум. Из рисунка вид­ но, что характер изменения предела прочности сплавов молибдена с ростом температуры в целом сходен с тако­ вым для чистого молибдена.

Действительно, здесь также для большинства спла-

169

170

171

172