RU2009256C1 - Сплав на основе железа с эффектом запоминания формы - Google Patents
Сплав на основе железа с эффектом запоминания формы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2009256C1 RU2009256C1 SU5045411A RU2009256C1 RU 2009256 C1 RU2009256 C1 RU 2009256C1 SU 5045411 A SU5045411 A SU 5045411A RU 2009256 C1 RU2009256 C1 RU 2009256C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- carbon
- nitrogen
- vanadium
- iron
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 title abstract 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 11
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 6
- 229910018643 Mn—Si Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- HLXZNVUGXRDIFK-UHFFFAOYSA-N nickel titanium Chemical compound [Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni] HLXZNVUGXRDIFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Сплав на основе железа с эффектом запоминания формы содержит, мас. % : марганец 27 - 32; кремний 3 - 6; углерод 0,05 - 0,10; азот - 0,05 - 0,10, а также один или несколько элементов из группы, содержащей ванадий 0,05 - 0,15; ниобий 0,05 - 0,20; титан 0,05 - 0,10; железо остальное. Сплав обеспечивает повышение прочностных свойств Fe - Mn - Si сплавов с эффектом запоминания формы и понижение их температуры начала мартенетного превращения до уровня - 20 + 20С. 2 табл.
Description
Изобретение относится к сплавам с эффектом запоминания формы, которые предполагается использовать в промышленности для безрезьбовых соединений труб, стопоров, аварийных регуляторов нагрева и др.
Известен сплав нитинол (Ni - 49+51 мас. % Тi) с обратимым эффектом запоминания формы. Сплав имеет следующие свойства:
Степень восстановления формы (СВФ), % 6-8
Температура начала
мартенситного превра- щения (Мн), оС 100-+100оС
Гистерезис мартенситного превращения (Мн-Ан), о 30
Предел текучести (σ02) при 20оС, МПа 180
Недостатком сплава является низкий предел текучести, малый гистерезис, сильная зависимость Мн от состава, плохая технологичность, дороговизна.
Степень восстановления формы (СВФ), % 6-8
Температура начала
мартенситного превра- щения (Мн), оС 100-+100оС
Гистерезис мартенситного превращения (Мн-Ан), о 30
Предел текучести (σ02) при 20оС, МПа 180
Недостатком сплава является низкий предел текучести, малый гистерезис, сильная зависимость Мн от состава, плохая технологичность, дороговизна.
Наиболее близким к заявляемому сплаву является сплав на железной основе следующего состава, мас. % : Марганец 20-40 Кремний 3,5-8,0 Углерод 0,05-0,1 Железо Остальное
Сплав имеет следующие свойства: СВФ, % 2
Температура начала мар-
тенситного превращения (Мн), оС 20-50
Гистерезис мартенситного превращения (Мн-Ан), о 120-250 Предел текучести (σ02), МПа 350 Предел прочности (σв), МПа 850
Недостатком сплава являются относительно невысокие прочностные свойства и высокие значения Мн (выше комнатной температуры). Понижение Мн Fе-Мn-Si сплавов до (-20 + 20оС) даст возможность улучшить основное свойство сплава - СВФ при его нагреве до температуры обратного мартенситного превращения после предварительной деформации при комнатной температуре.
Сплав имеет следующие свойства: СВФ, % 2
Температура начала мар-
тенситного превращения (Мн), оС 20-50
Гистерезис мартенситного превращения (Мн-Ан), о 120-250 Предел текучести (σ02), МПа 350 Предел прочности (σв), МПа 850
Недостатком сплава являются относительно невысокие прочностные свойства и высокие значения Мн (выше комнатной температуры). Понижение Мн Fе-Мn-Si сплавов до (-20 + 20оС) даст возможность улучшить основное свойство сплава - СВФ при его нагреве до температуры обратного мартенситного превращения после предварительной деформации при комнатной температуре.
Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств и понижение Мн до уровня (-20 + 20оС).
Это достигается тем, что сплав на основе Fе, содержащий Мn, Si и С, дополнительно содержит азот, а также один или несколько элементов из группы: ниобий, ванадий, титан при следующем соотношении компонентов, мас. % : Марганец 27-32 Кремний 3-6 Углерод 0,05-0,10 Азот 0,05-0,10 Ванадий и/или 0,05-0,15 Ниобий и/или 0,05-0,20 Титан 0,05-0,10 Железо Остальное при этом суммарное содержание углерода и азота должно быть не более 0,15, а суммарное содержание ванадия, ниобия и титана - не более 0,20% .
Изобретение основано на том, что ниобий, ванадий и титан образуют с азотом и углеродом карбонитриды, располагающиеся преимущественно по границам зерен и сдерживающие рост размера зерен при нагреве под закалку (Тз= 1100оС), что приводит к повышению прочностных свойств сплава. Небольшое количество ниобия и/или ванадия и/или титана, остающееся после образования карбонитридов в твердом растворе, вызывают понижение Мн ниже комнатной температуры (Тк) и, следовательно, препятствует образованию ε-мартенсита охлаждения при Тк, появление которого нежелательно сказывается на СВФ.
Уменьшение в сплаве содержания углерода и азота менее 0,05 мас. % , V или Nb или Тi менее 0,05 мас. % не приводит к существенному увеличению прочностных свойств из-за малой объемной доли образовавшихся карбонитридов.
Увеличение в сплаве содержания V более 0,15 мас. % Nb более 0,20 мас. % и Тi более 0,10 мас. % и суммарного содержания V, Nb и Тi более 0,2 мас. % приводит к резкому росту объемной доли карбонитридов, а увеличение содержания азота или углерода более 0,1 мас. % и суммарного содержания азота и углерода более 0,15 мас. % вызывает увеличение доли этих элементов, находящихся в твердом растворе, что отрицательно сказывается на СВФ.
Предлагаемые сплавы выплавляли в открытой индукционной печи и затем проковывали при 1150оС на прутки и сутунки, из которых изготавливали образцы для механических испытаний и определения СВФ. Химический состав сплавов приведен в табл. 1.
Свойства предлагаемого и известного сплавов приведены в табл. 2 (известный сплав следующего состава, мас. % : Мn 30; Si 5; С 0,05; Fе - остальное).
Как видно из табл. 2, предложенный сплав обладает повышенными прочностными характеристиками и Мн ниже 20оС. (56) Заявка ЕПВ N 0176272, кл. С 22 С 38/04, 1986.
Claims (1)
- СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА С ЭФФЕКТОМ ЗАПОМИНАНИЯ ФОРМЫ, содержащий марганец, кремний и углерод, отличающийся тем, что он дополнительно содержит азот, а также один или несколько элементов из группы, содержащей ванадий, ниобий и титан, при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Марганец 27,00 - 32,00
Кремний 3,00 - 6,00
Углерод 0,05 - 0,10
Азот 0,05 - 0,10
один или несколько элементов из группы, содержащей
Ванадий 0,05 - 0,15
Ниобий 0,05 - 0,20
Титан 0,05 - 0,10
Железо Остальное
при условии, что суммарное содержание углерода и азота составляет не более 0,15 мас. % , а суммарное содержание ванадия, ниобия и титана не более 0,20 мас. % .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5045411 RU2009256C1 (ru) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | Сплав на основе железа с эффектом запоминания формы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5045411 RU2009256C1 (ru) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | Сплав на основе железа с эффектом запоминания формы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009256C1 true RU2009256C1 (ru) | 1994-03-15 |
Family
ID=21605837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5045411 RU2009256C1 (ru) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | Сплав на основе железа с эффектом запоминания формы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2009256C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2169786C2 (ru) * | 1995-07-11 | 2001-06-27 | Кари Мартти Уллакко | Азотсодержащие сплавы на основе железа, обладающие свойствами демпфирования и эффектом памяти формы |
| EP1123983A1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-08-16 | Japan as represented by Director General of | Shape memory alloy |
| EP2141251A1 (de) * | 2008-06-25 | 2010-01-06 | EMPA Dübendorf | Auf Eisen, Mangan und Silizium basierende Formgedächtnislegierungen |
-
1992
- 1992-06-01 RU SU5045411 patent/RU2009256C1/ru active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2169786C2 (ru) * | 1995-07-11 | 2001-06-27 | Кари Мартти Уллакко | Азотсодержащие сплавы на основе железа, обладающие свойствами демпфирования и эффектом памяти формы |
| EP1123983A1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-08-16 | Japan as represented by Director General of | Shape memory alloy |
| EP2141251A1 (de) * | 2008-06-25 | 2010-01-06 | EMPA Dübendorf | Auf Eisen, Mangan und Silizium basierende Formgedächtnislegierungen |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110468341B (zh) | 一种1400MPa级耐延迟断裂高强度螺栓及制造方法 | |
| US5855844A (en) | High-strength, notch-ductile precipitation-hardening stainless steel alloy and method of making | |
| CA1323548C (en) | Maraging steel | |
| US6743305B2 (en) | High-strength high-toughness precipitation-hardened steel | |
| US4722755A (en) | Hot working method for superplastic duplex phase stainless steel | |
| US4832909A (en) | Low cobalt-containing maraging steel with improved toughness | |
| JPH0153347B2 (ru) | ||
| US4798634A (en) | Corrosion resistant wrought stainless steel alloys having intermediate strength and good machinability | |
| GB2043103A (en) | Heat treating steel | |
| RU2009256C1 (ru) | Сплав на основе железа с эффектом запоминания формы | |
| SE429870B (sv) | Ferritiskt, legerat stal | |
| JPS62253756A (ja) | 連続鋳造鋼 | |
| JPH0216369B2 (ru) | ||
| JPS6338558A (ja) | 加工性に優れた高強度非磁性ステンレス鋼 | |
| JPS63166949A (ja) | 熱間鍛造用非調質鋼 | |
| US4060431A (en) | Heat-treatable steel | |
| WO1987004731A1 (en) | Corrosion resistant stainless steel alloys having intermediate strength and good machinability | |
| JPS60128242A (ja) | 非磁性ドリルカラ−用高マンガン鋼 | |
| JPH0436441A (ja) | 高強度・高靭性ステンレス鋼およびその製造方法 | |
| JPS6130653A (ja) | 高強度ばね鋼 | |
| JPH0463247A (ja) | 高強度高延性ステンレス鋼 | |
| US4222796A (en) | High strength dual-phase steel | |
| JP2021507109A (ja) | マルエイジング鋼から物品を製造する方法 | |
| JP2628702B2 (ja) | オーステンパー用球状黒鉛鋳鉄 | |
| JP2508034B2 (ja) | 高強度高靭性熱間鍛造焼入用鋼 |