RU2100467C1 - Article of alloy based on refractory metal and wire of tantalum-based alloy - Google Patents
Article of alloy based on refractory metal and wire of tantalum-based alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2100467C1 RU2100467C1 RU9292016517A RU92016517A RU2100467C1 RU 2100467 C1 RU2100467 C1 RU 2100467C1 RU 9292016517 A RU9292016517 A RU 9292016517A RU 92016517 A RU92016517 A RU 92016517A RU 2100467 C1 RU2100467 C1 RU 2100467C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tantalum
- alloy
- silicon
- molybdenum
- wire
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к продуктам из деформируемых сплавов на основе железа с улучшенными химическими и физическими характеристиками, а точнее к продуктам из сплавов на основе тантала или ниобия, содержащих добавки кремния и молибдена. The invention relates to products from wrought iron-based alloys with improved chemical and physical characteristics, and more specifically to products from alloys based on tantalum or niobium containing additives of silicon and molybdenum.
Порошки из сплава тантала признаны как предпочтительные материалы в области печного оборудования как, например, поддоны и нагревательные элементы, и защита от излучения, где сохраняется теплоустойчивость сплава и срок службы продукта увеличивается за счет уменьшенного схрупчивания. Танталовые сплавы также применяются при производстве проволоки, а конкретно в качестве проводов для электрических элементов, где требуются такие характеристики как, например, вязкость, высокая диэлектрическая постоянная и сопротивление росту зерна при повышенных температурах и улучшенная обрабатываемость. При изготовлении конденсаторов, например, проволоку для проводов можно либо прессовать с анодом из порошка тантала и затем спекать при высоких температурах, либо приваривать точечной сваркой к корпусам спеченных конденсаторов (патент США N 3986869). В обоих случаях как в изделиях электрических элементов, так и оборудования для печей загрязнение кислородом способствует схрупчиванию и разрушению изделия. Например, в изделиях из проволоки участок, где провод выходит из корпуса анода, является высокочувствительным к схрупчиванию вследствие миграции кислорода из спеченного корпуса в проволоку. Значительная экономическая выгода может быть получена от применения сплава на основе тантала или ниобия, который не утрачивает прочности или вязкости после выдержки при высоких температурах. Прочность на растяжение и пластичность проволоки представляют важные характеристики. Полученная посредством ряда операций выдавливания, прокатки и волочения, отоженная проволока наматывается на бобины для передачи по ряду направляющих шкивов и колес. Очень желательно обеспечить способность проволоки противостоять силам растяжения до намотки и после, до размотки и резки потребителем. Tantalum alloy powders are recognized as preferred materials in the field of furnace equipment such as pallets and heating elements, and radiation protection, where the alloy is heat resistant and product life is increased due to reduced embrittlement. Tantalum alloys are also used in the manufacture of wire, and specifically as wires for electrical elements, where characteristics such as viscosity, high dielectric constant and resistance to grain growth at elevated temperatures and improved workability are required. In the manufacture of capacitors, for example, the wire for the wires can either be pressed with an anode of tantalum powder and then sintered at high temperatures, or spot-welded to the bodies of sintered capacitors (US patent N 3986869). In both cases, both in products of electrical elements and equipment for furnaces, oxygen pollution contributes to the embrittlement and destruction of the product. For example, in wire products, the area where the wire exits the anode body is highly sensitive to embrittlement due to the migration of oxygen from the sintered body to the wire. Significant economic benefits can be obtained from the use of an alloy based on tantalum or niobium, which does not lose strength or toughness after aging at high temperatures. Tensile strength and ductility of the wire are important characteristics. Obtained through a series of extrusion, rolling and drawing operations, the annealed wire is wound onto bobbins for transmission along a series of guide pulleys and wheels. It is highly desirable to ensure the ability of the wire to withstand tensile forces before winding and after, before unwinding and cutting by the consumer.
Прочность на растяжение и пластичность также являются желаемыми характеристиками для элементов печного оборудования. Поддоны печи, например, подвергаются различным вибрационным напряжениям и во время транспортировки при длительном применении. Повышенная прочность и пластичность обеспечивают в результате увеличенный срок службы изделия. Tensile strength and ductility are also desirable characteristics for furnace equipment elements. Oven pallets, for example, are subjected to various vibrational stresses and during transport during prolonged use. Increased strength and ductility result in increased product life.
Для упрощения описания ссылка далее дается только на тантал, хотя понятно, что имеется в виду также ниобий. To simplify the description, the reference below is given only to tantalum, although it is clear that niobium is also meant.
Термин "пластичность" представляет физическую характеристику, однозначную с уменьшенным схрупчиванием. Понятно, что термин обычно означает увеличение (в) длины металла в точке до разрушения при испытании на растяжение. The term "plasticity" represents a physical characteristic unique with reduced embrittlement. It is understood that the term usually means an increase (in) the length of the metal at a point prior to failure in a tensile test.
Кислородное охрупчивание возникает в изделиях из сплава на основе тантала вследствие воздействия нескольких механизмов. Тантал действует как газопоглотитель для кислорода в дополнение к другим газообразным примесям, присутствующим во время операции спекания, как например, окись углерода, двуокись углерода, азот и водяной пар. Делилась попытки уменьшить образование окиси тантала за счет добавки к танталу углерода или углеродистого материала. Кислород вступает в реакцию с углеродом на поверхности металла, а не диффундирует в тантал, таким образом уменьшая охрупчивание. Хотя уровни повышенной пластичности могут быть достигнуты добавкой углерода, однако присадка может оказать нежелательное влияние на обрабатываемость и электрические характеристики металла. Частицы углерода на поверхности тантала могут привести к повышенной утечке тока вследствие неравномерного прилипания пленки из окиси тантала. Oxygen embrittlement occurs in tantalum-based alloy products due to several mechanisms. Tantalum acts as a getter for oxygen in addition to other gaseous impurities present during the sintering operation, such as carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen and water vapor. Attempts have been made to reduce the formation of tantalum oxide by adding carbon or a carbon material to tantalum. Oxygen reacts with carbon on the metal surface, and does not diffuse into tantalum, thereby reducing embrittlement. Although levels of increased ductility can be achieved by adding carbon, the additive can have an undesirable effect on the workability and electrical characteristics of the metal. Carbon particles on the surface of tantalum can lead to increased current leakage due to uneven adhesion of the tantalum oxide film.
Термин "присадка" известен специалистам в данной области техники как присадочный материал, который обычно добавляют к основному материалу. Термин "обрабатываемость" также известен специалистам в данной области техники и определяется далее как отношение прочности на растяжение к пределу текучести. Обрабатываемость измеряется посредством механического расчета танталового сплава рядом способов, включая стандартизированное тестирование АОТМ (Американское общество инженеров-механиков), упомянутого далее. The term “additive” is known to those skilled in the art as an additive material, which is usually added to the base material. The term "workability" is also known to those skilled in the art and is defined hereinafter as the ratio of tensile strength to yield strength. Machinability is measured by mechanically calculating tantalum alloy in a number of ways, including standardized testing of AOTM (American Society of Mechanical Engineers), mentioned later.
Патенты США N 4128412 и 4235629 раскрывают добавку кремния и/или углерода к танталу для повышения пластичности. Кремний частично улетучивается во время обработки и следовательно должен добавляться в избытке к первоначальной основной смеси. Таким образом возникают дополнительные затраты без заметного повышения качества продукта. Хотя предполагается, что кремний действует в качестве газопоглотителя подобно углероду, однако добавка избыточного кремния может оказать влияние на электрические характеристики проволоки за счет вышеупомянутого механизма для углерода или углеродосодержащих материалов. U.S. Patent Nos. 4,128,412 and 4,235,629 disclose the addition of silicon and / or carbon to tantalum to increase ductility. Silicon partially volatilizes during processing and therefore must be added in excess to the original base mixture. Thus, additional costs arise without a noticeable improvement in product quality. Although it is assumed that silicon acts as a getter, similar to carbon, the addition of excess silicon can affect the electrical characteristics of the wire due to the aforementioned mechanism for carbon or carbon-containing materials.
Сплавы на основе тантала изготавливают также с высокими концентрациями молибдена. В патенте США N 3183085 раскрывается изготовление кованных элементов из литья, содержащего танталовый сплав с 1-8% молибдена (10000-80000 част./млн). Tantalum-based alloys are also made with high concentrations of molybdenum. US Pat. No. 3,183,085 discloses the manufacture of forged casting elements containing a tantalum alloy with 1-8% molybdenum (10,000-80000 ppm).
Легирование танталового порошка фосфором в общем раскрыто в патентах США N 3825802 и 4009007 как средство улучшения электростатической емкости конденсаторов и свойств текучести танталовых порошков. Некоторое значение придается количеству присадки, добавляемой в упомянутом патенте 007 (в пределах от 5 до 400 част./млн.). Хотя механизм воздействия фосфора в качестве присадки на тантал известен не полностью, однако теория заключается в том, что он снижает скорость спекания тантала благодаря уменьшению поверхностной диффузии тантала. Doping of tantalum powder with phosphorus is generally disclosed in US Pat. Nos. 3,825,802 and 4,400,907 as a means of improving the electrostatic capacitance of capacitors and the flow properties of tantalum powders. Some importance is attached to the amount of additive added in the aforementioned patent 007 (in the range from 5 to 400 ppm). Although the mechanism of action of phosphorus as an additive on tantalum is not completely known, the theory is that it reduces the sintering speed of tantalum due to a decrease in the surface diffusion of tantalum.
Другой механизм уменьшения охрупчивания продуктов из сплава на основе тантала включает в себя внесение присадки в танталовый порошок окисями иттрия или тория. Окиси металлов действуют для уменьшения роста зерен закреплением границ зерен. Окиси металлов обычно имеют низкую свободную энергию Гиббса и повышенные температуры кипения по сравнению с танталом и следовательно не снижают качество из-за упомянутого механизма присадок кремния. Another mechanism for reducing the embrittlement of tantalum-based alloy products involves the addition of yttrium or thorium oxides to the tantalum powder. Metal oxides act to reduce grain growth by fixing grain boundaries. Metal oxides usually have low Gibbs free energy and elevated boiling points compared to tantalum and therefore do not degrade quality due to the aforementioned silicon additive mechanism.
В патенте США N 3268328 раскрывает легирование тантала присадками в небольших количествах редкоземельных металлов и окисей. Средние размеры зерен порядка 4-6 (ASTM) оптически определены по танталу, легированному окисью иттрия или температурах в диапазоне 1815-2204oC.US Pat. No. 3,268,328 discloses doping of tantalum with additives in small amounts of rare earth metals and oxides. The average grain size of the order of 4-6 (ASTM) is optically determined by tantalum doped with yttrium oxide or temperatures in the range 1815-2204 o C.
Термин "размер зерна" может быть определен как число зерен или частиц тантала по сравнению со стандартной шкалой размера зерен ASTM при увеличении 100Х. "мелкий размер зерна" может быть определен как означающий величину ASTM более 5 или менее примерно 55 мкм. Термин "равномерный размер зерен" относится к размеру зерна, который не изменяется более, чем на одно число ASTM в соответствии с упомянутой процедурой испытаний. The term "grain size" can be defined as the number of grains or particles of tantalum compared to the standard ASTM grain size scale at a magnification of 100X. "fine grain size" can be defined as meaning an ASTM value of more than 5 or less than about 55 microns. The term “uniform grain size” refers to a grain size that does not change by more than one ASTM number in accordance with the test procedure mentioned.
Окиси металлов, включая редкоземельных металлов, являются нестабильными после воздействия повышенных температур, таких, которые, например, создаются в печах. Хотя механизм понятен не полностью, одна теория, рассматривающая рост частиц присадки или "диспергирующее укрупнение", заключается в том, что укрупнение возникает вследствие высокой скорости диффузии атомов кислорода и окисей металлов в тугоплавкие металлы и осуществляется за счет свободной энергии поверхности раздела фаз дисперсоидов. Укрупненные диспергирующие частицы имеют низкую энергию поверхности и следовательно не могут действовать для сдерживания миграции границ зерен. В свою очередь, рост зерен приводит к потери пластичности. Oxides of metals, including rare earth metals, are unstable after exposure to elevated temperatures, such as, for example, are created in furnaces. Although the mechanism is not fully understood, one theory that considers the growth of additive particles or "dispersing coarsening" is that coarsening occurs due to the high diffusion rate of oxygen atoms and metal oxides into refractory metals and is due to the free energy of the dispersionoid phase interface. Coarse dispersing particles have a low surface energy and therefore cannot act to inhibit grain boundary migration. In turn, grain growth leads to a loss of ductility.
Комбинация присадок в сплавах на основе тантала в случае применения проволоки из деформируемого металла раскрыта в патенте США N 4859257. Патент раскрывает сплав, образованный добавкой 125 част./млн. кремния и 440 част. /млн. тория в танталовых порошок. Размер зерен N 10 и 5 по ASTM получены для контроля легированного и нелегированного порошка из чистого тантала. Он превращается в легированный сплав на основе тантала с размером зерен 10 мкм по сравнению с контрольным размером 55 мкм. Считают, что механизмы, где кремний действует в качестве газопоглотителя кислорода, а окись металла действует в виде ограничителя границ зерен, объясняют основу для приведенного размера мелких зерен и пластичности. Однако механизмы имеют недостатки вследствие ранее изложенных проблем качества продукта, из-за испарения кремния и роста зерен после воздействия высоких температур в результате роста диспергирующих частиц. Сплав на основе тантала, который обеспечивает последовательную высокую пластичность и обрабатываемость после воздействия высоких температур, был бы значительным прогрессом в области металлургии тантала. The combination of additives in tantalum alloys in the case of a wire made from a deformable metal is disclosed in US Pat. No. 4,859,257. The patent discloses an alloy formed by the addition of 125 ppm. silicon and 440 frequent. / million thorium in tantalum powder. ASTM Grains Nos. 10 and 5 were obtained to control doped and undoped pure tantalum powder. It turns into a tantalum-based alloy with a grain size of 10 μm compared to a control size of 55 μm. It is believed that mechanisms where silicon acts as an oxygen scavenger and metal oxide acts as a grain boundary limiter explain the basis for the reduced fine grain size and ductility. However, the mechanisms have disadvantages due to the previously stated product quality problems, due to the evaporation of silicon and grain growth after exposure to high temperatures as a result of the growth of dispersing particles. A tantalum-based alloy that provides consistent high ductility and machinability after exposure to high temperatures would be significant progress in tantalum metallurgy.
Цель изобретения заключается в создании танталового сплава, который сохраняет обрабатываемость и пластичность при низких концентрациях присадок. The purpose of the invention is to create a tantalum alloy that maintains machinability and ductility at low concentrations of additives.
Цель изобретения заключается в создании легированного танталового сплава, который сохраняет высокий уровень обрабатываемости и пластичности и в котором присадки сопротивляются укрупнению после воздействия высоких температур. The purpose of the invention is to create a doped tantalum alloy that maintains a high level of machinability and ductility and in which the additives resist coarsening after exposure to high temperatures.
Одна из целей изобретения также заключается в получении продукта в виде деформируемой проволоки из сплава на основе тантала, который сохраняет обрабатываемость и пластичность и уменьшает утечку постоянного тока. One of the objectives of the invention is also to obtain a product in the form of a deformable wire from an alloy based on tantalum, which retains machinability and ductility and reduces DC leakage.
Соответственно изобретение уменьшает упомянутые проблемы и обеспечивает достижение вышеприведенных целей в получении деформируемого продукта из сплава металла, где сплав образован при добавке примерно 25-1000 част./млн. кремния, примерно 25-1000 част./млн. молибдена к основному металлу из тантала или ниобия. Легированный танталовый сплав имеет мелкий равномерный размер зерен примерно 20-55 мкм. В патенте раскрыто, что неожиданные физические и химические характеристики изобретения в основном получены вследствие синергического эффекта присадок кремния и молибдена. Accordingly, the invention reduces the above problems and ensures the achievement of the above objectives in obtaining a deformable product from a metal alloy, where the alloy is formed with the addition of about 25-1000 ppm. silicon, approximately 25-1000 ppm molybdenum to the base metal of tantalum or niobium. The doped tantalum alloy has a fine uniform grain size of about 20-55 microns. The patent discloses that the unexpected physical and chemical characteristics of the invention are mainly obtained due to the synergistic effect of silicon and molybdenum additives.
Образование дисилицида молибдена является неожиданным вследствие малых количеств добавленного кремния и молибдена. Специалист в данной области техники ожидал бы действия механизма, где кремний конкурирует в качестве газопоглотителя с танталом для присутствующего кислорода и следов газов. Подобным образом специалист в данной области техники считал бы, что продукты из деформируемой проволоки, изготовленные из таких легированных сплавов, имели бы неравномерную пластичность вследствие низкой температуры кипения окиси кремния. The formation of molybdenum disilicide is unexpected due to the small amounts of added silicon and molybdenum. A person skilled in the art would expect a mechanism where silicon competes as a getter with tantalum for the oxygen present and traces of gases. Similarly, one skilled in the art would consider that wrought wire products made from such alloyed alloys would have uneven ductility due to the low boiling point of silicon oxide.
Образование дисилицида молибдена ведет к получению сплава, имеющего улучшенные характеристики пластичности, высокой степени обрабатываемости, и который сопротивляется росту зерен после воздействия высоких температур менее, чем 1600oC.The formation of molybdenum disilicide leads to the production of an alloy having improved ductility, a high degree of machinability, and which resists grain growth after exposure to high temperatures of less than 1600 o C.
Другое преимущество состоит в том, что дисилицид молибдена имеет более высокую температуру кипения, чем кремний, и он более стоек к росту диспергирующих частиц, чем окиси металлов, как например, окись иттрия или тория. Another advantage is that molybdenum disilicide has a higher boiling point than silicon, and it is more resistant to the growth of dispersing particles than metal oxides, such as yttrium or thorium oxide.
Еще одно преимущество заключается в том, что не требуется избыточные количества присадки, ранее необходимой для замены испаряемого кремния. Скопление избыточной присадки на поверхности продукта из деформируемого сплава и связанная с этим проблема непрерывной изоляции из окиси тантала, также уменьшена. Another advantage is that excessive amounts of the additive previously needed to replace the evaporated silicon are not required. The accumulation of excess additives on the surface of the wrought alloy product and the associated problem of continuous isolation from tantalum oxide are also reduced.
На чертеже показан график зависимости пластичности тантала, легированного кремнием и окисью иттрия и тантала, легированного кремнием и молибденом, от времени выдержки при температуре. The drawing shows a graph of the dependence of the ductility of tantalum doped with silicon and yttrium oxide and tantalum doped with silicon and molybdenum, on the exposure time at temperature.
Улучшенная пластичность достигается способом согласно изобретению, как описано в примере 1, от 12,6 до 17,5 в сравнении с 3,7-5,9 для танталовой проволоки, легированной кремнием и окисью иттрия, как описано в примере 3. Improved ductility is achieved by the method according to the invention, as described in example 1, from 12.6 to 17.5 in comparison with 3.7-5.9 for a tantalum wire doped with silicon and yttrium oxide, as described in example 3.
Проволоку на основе тантала получают способом, при котором танталовый порошок смешивают с порошками кремния и молибдена механическими средствами, например, в смесителе двухконусного типа. Смешанный порошок изостатически прессуют в холодном состоянии под давлением 60000 фунт./кв.дюйм в прутки. Затем прутки помещают в вакуумную камеру и спекают при температуре между 2350 и 2400oC в течение примерно 4 ч. непосредственно пропусканием тока через спекаемый материал.Tantalum-based wire is obtained by a method in which tantalum powder is mixed with silicon and molybdenum powders by mechanical means, for example, in a double-cone type mixer. The blended powder is isostatically pressed in a cold state under a pressure of 60,000 psi into bars. Then the rods are placed in a vacuum chamber and sintered at a temperature between 2350 and 2400 o C for about 4 hours directly by passing current through the sintered material.
Прутковый прокат из легированного тантала можно использовать для изготовления различных ковких изделий, включая поддоны для печей и провода для электронных элементов. Для упрощения следующее описание и примеры относятся к изделиям из ковкой проволоки. Деформируемую проволоку получают из спеченных прутков путем прокатки до поперечного сечения 20•20 мм с последующим отжигом. Это достигается при 1300oC в течение 2 ч, причем обычно это осуществляют в стандартной вакуумной печи. Затем отоженный пруток прокатывают до поперечного сечения 9•9 мм и повторно отжигают при 1300oC в течение еще 2 ч. Дополнительную обработку осуществляют посредством волочения через различные волоки и отжига при 1300oC.Tantalum alloy bar stock can be used to make a variety of malleable products, including oven trays and wires for electronic components. For simplicity, the following description and examples relate to forged wire products. A deformable wire is obtained from sintered rods by rolling to a cross section of 20 • 20 mm, followed by annealing. This is achieved at 1300 ° C. for 2 hours, and this is usually carried out in a standard vacuum oven. Then the annealed rod is rolled to a cross section of 9 • 9 mm and re-annealed at 1300 o C for another 2 hours. Additional processing is carried out by drawing through various dies and annealing at 1300 o C.
Танталовый порошок можно получить различными способами, включая способы, раскрытые в патенте США N 4684399, выданному настоящему заявителю, фирме Кэбот Корпорейшн. Способ, описанный в колонках 4, 5 и примеры 2-9 указаны здесь для справки. Tantalum powder can be obtained in various ways, including the methods disclosed in US patent N 4684399, issued to the present applicant, the company Cabot Corporation. The method described in
Пример 1. Танталовый порошок смешали с порошками кремния и молибдена (номинальный размер частиц <200 меш) для получения номинального состава 400 част./млн. кремния и 200 част./млн. молибдена по массе, остальное танталовый порошок. Смешение осуществляли в смесителе двухконусного типа. Общая масса смеси составила примерно 50 фунтов. Физические и химические свойства исходного танталового порошка указаны в табл. 1. Смешанный порошок подвергли холодному изостатическому прессованию под давлением 60000 фунт./кв.дюйм, получив два прутка; причем каждый пруток весил примерно 22 фунта. Поперечное сечение прутка было примерно 41•41 мм. Прутки спекали в вакуумной печи путем прямого пропускания тока через спекаемый материал. Во время спекания температура равнялась 2350-2400oC. Прутки поддерживали в этом интервале температур в течение примерно 4 ч.Example 1. Tantalum powder was mixed with silicon and molybdenum powders (nominal particle size <200 mesh) to obtain a nominal composition of 400 ppm. silicon and 200 ppm molybdenum by weight, the rest is tantalum powder. Mixing was carried out in a biconical type mixer. The total weight of the mixture was approximately 50 pounds. Physical and chemical properties of the initial tantalum powder are shown in table. 1. The mixed powder was subjected to cold isostatic pressing under a pressure of 60,000 psi to obtain two rods; each bar weighing approximately 22 pounds. The cross section of the bar was approximately 41 • 41 mm. The rods were sintered in a vacuum furnace by directly passing current through the sintered material. During sintering, the temperature was 2350-2400 o C. The bars were maintained in this temperature range for about 4 hours
Спеченные прутки прокатали до поперечного сечения 20•20 мм и отжигали в течение примерно 2 ч при 1300oC. Затем прутки снова прокатывали до поперечного сечения и повторно отжигали при 1300oC в течение дополнительных 2 ч. Как было указано, прутки затем волочили путем пропускания через различные волоки и отжигали при температуре примерно 1300oC. Конечный диаметр проволоки, полученный для целей примеров изобретения, равняется 0,249 мм.Sintered rods were rolled to a cross section of 20 x 20 mm and annealed for approximately 2 hours at 1300 ° C. Then the rods were again rolled to a cross section and re-annealed at 1300 ° C for an additional 2 hours. As indicated, the rods were then dragged by passing through various dies and annealed at a temperature of about 1300 o C. The final diameter of the wire obtained for the purposes of examples of the invention is 0.249 mm.
Для определения размера частиц (В-214), размера зерен (B-112), предела прочности на разрыв и удлинение (E-8) легированного танталового порошка и изделий в соответствии с изобретением применяли аналитические методы испытания согласно ASTM. Analytical test methods according to ASTM were used to determine the particle size (B-214), grain size (B-112), tensile strength and elongation (E-8) of doped tantalum powder and products in accordance with the invention.
Пример 2. В этом примере описано получение имеющегося состава смеси. Микролегирование окисью тория достигалось через разложение нитрата тория на окись тория во время спекания. Раствор нитрата тория смешали с танталовым порошком для получения примерно 100 част./млн. тория по массе. Общая масса смеси составила примерно 50 фунтов. Физические свойства исходного танталового порошка указаны в табл. 1. Example 2. This example describes the preparation of the available mixture composition. Microalloying with thorium oxide was achieved through the decomposition of thorium nitrate into thorium oxide during sintering. A solution of thorium nitrate was mixed with tantalum powder to obtain about 100 ppm. thorium by weight. The total weight of the mixture was approximately 50 pounds. The physical properties of the initial tantalum powder are shown in table. one.
Из смешанного порошка получили холодным изостатическим прессованием под давлением 60000 фунт. /кв.дюйм два прутка; каждый пруток весил примерно 22 фунта. Поперечное сечение прутка равнялось примерно 41•41 мм. Прутки спекали под вакуумом путем непосредственного пропускания тока через спекаемый материал. Температура при спекании равнялась примерно 2350-2400oC. Прутки поддерживали при этой температуре в течение примерно 4 ч.From the mixed powder was obtained by cold isostatic pressing under a pressure of 60,000 pounds. / sq.inch two bars; each bar weighed approximately 22 pounds. The cross section of the bar was approximately 41 • 41 mm. The rods were sintered under vacuum by directly passing current through the sintered material. The sintering temperature was approximately 2350-2400 o C. the Rods were maintained at this temperature for about 4 hours
Из спеченных прутков получили проволоку способом, описанным в примере 1. From sintered rods received wire in the manner described in example 1.
Пример 3. Танталовый порошок смешали с порошком кремния и порошком окиси иттрия (номинальный размер частиц <200 меш) для получения номинального состава: 400 част./млн. кремния и 100 част./млн. окиси иттрия по массе в танталовом порошке. Смешение осуществляли в течение примерно 2 мин в смесителе двухконусного типа. Общая масса смеси составила примерно 50 фунтов. Физические и химические свойства исходного танталового порошка указаны в табл. 1. Example 3. Tantalum powder was mixed with silicon powder and yttrium oxide powder (nominal particle size <200 mesh) to obtain a nominal composition: 400 ppm. silicon and 100 ppm yttrium oxide by weight in tantalum powder. Mixing was carried out for about 2 minutes in a double-cone type mixer. The total weight of the mixture was approximately 50 pounds. Physical and chemical properties of the initial tantalum powder are shown in table. one.
Из смешенного порошка получили прутки и затем проволоку способом, описанным в примере 2. The rods and then the wire were obtained from the mixed powder by the method described in example 2.
Пример 4. Проволоку из примеров 1 и 3 анализировали после отжига в течение 2 ч в вакуумной печи при 1300 и 1600oC. Микроструктурные, физические и механические свойства проволоки в табл. 2. Были очевидны недостаток рекристаллизации, чрезмерный рост зерна и соответственно плохая пластичность проволоки, содержащей кремний и окись иттрия.Example 4. The wire from examples 1 and 3 was analyzed after annealing for 2 hours in a vacuum oven at 1300 and 1600 o C. Microstructural, physical and mechanical properties of the wire in table. 2. The lack of recrystallization, excessive grain growth and, accordingly, poor ductility of a wire containing silicon and yttrium oxide were obvious.
Пример 5. В табл. 3 указаны микроструктура, механические и физические свойства отоженной проволоки диаметром 0,249 мм, полученной в примерах 1, 2 и 3. Микроструктура проволоки полученной в примере 3, значительно отличается от микроструктур проволоки из примеров 1 и 2. Это объясняет более высокую прочность на разрыв и более низкую пластичность; причем оба эти фактора могут оказывать вредный эффект на обрабатываемость проволоки. Example 5. In the table. 3 shows the microstructure, mechanical and physical properties of the annealed wire with a diameter of 0.249 mm obtained in examples 1, 2 and 3. The microstructure of the wire obtained in example 3 is significantly different from the microstructure of the wire from examples 1 and 2. This explains the higher tensile strength and more low ductility; both of which can have a detrimental effect on the workability of the wire.
Пример 6. Материал из примеров 1 и 2 испытали на различных промежуточных стадиях: на прочность разрыв и пластичность при комнатной температуре. В табл. 4 указаны результаты таких испытаний. Сходства в перечисленных свойствах указывают на то, что обрабатываемость материала из примера 1 будет подобна обрабатываемости проволоки, полученной способом из примера 2. Example 6. The material from examples 1 and 2 was tested at various intermediate stages: tensile strength and ductility at room temperature. In the table. 4 shows the results of such tests. The similarities in these properties indicate that the workability of the material from example 1 will be similar to the workability of the wire obtained by the method of example 2.
Пример 7. Материал из примера 1 прокатали в лист толщиной 0,33 мм. Отожженный пруток размером 9•9 мм прокатали в лист толщиной 2,3 мм и отжигали при 1300oC в течение 2 ч в вакуумной печи и прокатывали до листа толщиной 0,76 мм и отжигали при 1300oC в течение 2 ч в вакуумной печи. Лист дополнительно прокатали до толщины 0,33 мм и отжигали при 1300oC в течение 2 ч в вакууме.Example 7. The material from example 1 was rolled into a sheet 0.33 mm thick. An annealed rod of size 9 • 9 mm was rolled into a sheet with a thickness of 2.3 mm and annealed at 1300 o C for 2 hours in a vacuum oven and rolled to a sheet with a thickness of 0.76 mm and annealed at 1300 o C for 2 hours in a vacuum oven . The sheet was additionally rolled to a thickness of 0.33 mm and annealed at 1300 o C for 2 hours in vacuum.
Применяя алмазную пилу с малой скоростью, нарезали диски толщиной примерно 250 мкм. Затем диски подвергли ионной обработке до толщины 50-100 мкм и затем электрополировали в 90% H2SO4+10% HF до появления микропор. Электронную микроскопию просвечивающего типа осуществляли вблизи этих перфораций.Using a diamond saw at a low speed, approximately 250 microns thick disks were cut. Then, the disks were subjected to ion treatment to a thickness of 50-100 μm and then electropolished in 90% H 2 SO 4 + 10% HF until micropores appeared. Transmission electron microscopy was performed near these perforations.
Дифракционная картина проанализирована на относительную интенсивность (I/Io) и межплоскостное расстояние (d, 
Морфологию выделения определили посредством электронной микрофотографии в проходящем свете в темном поле. Размер выделения равен примерно 150 
В табл. 5 приведено сравнение межплоскостного расстояния и относительной интенсивности. In the table. Figure 5 shows a comparison of interplanar spacing and relative intensity.
Специалисту будет понятно, что в объеме изобретения возможны многие изменения и модификации. Ясно, что изобретение не ограничено их теориями или деталями за исключением раскрытого в формуле изобретения. One skilled in the art will appreciate that many changes and modifications are possible within the scope of the invention. It is clear that the invention is not limited to their theories or details except as disclosed in the claims.
Claims (8)
Кремний 25 1000
Молибден 25 1000
причем данный сплав имеет пластичность около 20% после выдержки при температуре выше 1200oС.1. The product of alloys of refractory metal containing silicon and molybdenum, characterized in that it is made from an alloy as a base comprising tantalum or niobium with the following components, mn -1:
Silicon 25 1000
Molybdenum 25 1000
moreover, this alloy has a ductility of about 20% after exposure to temperatures above 1200 o C.
Кремний 100 1000
Молибден 100 1000
3. Изделие по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава, в качестве основы содержащего тантал или ниобий со следующими компонентами, млн-1:
Кремний 100 400
Молибден 100 400
4. Изделие по любому из пп.1 3, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава, сохраняющего мелкокристаллическую структуру после выдержки при температуре выше 1200oС.2. The article of claim 1, characterized in that it is made from an alloy as a base comprising tantalum or niobium with the following components, mn -1:
Silicon 100 1000
Molybdenum 100 1000
3. An article according to claim 1, characterized in that it is made from an alloy as a base comprising tantalum or niobium with the following components, mn -1:
Silicon 100 400
Molybdenum 100,400
4. The product according to any one of paragraphs.1 to 3, characterized in that it is made of an alloy that retains the fine crystalline structure after exposure to temperatures above 1200 o C.
Кремний 100 400
Молибден 100 400
Тантал Остальное
причем тантал содержит примесей не больше 10 млн-1 углерода, 300 млн-1 кислорода, 5 млн-1 водорода, 10 млн-1 азота, а размер зерна сплава составляет примерно 9 25 мкм после выдержки при температуре выше 1600oС.9. The wire of tantalum base alloy containing silicon and molybdenum, characterized in that it is made from an alloy comprising the components in the following ratio mn -1:
Silicon 100 400
Molybdenum 100,400
Tantalum Else
moreover, tantalum contains impurities of not more than 10 million -1 carbon, 300 million -1 oxygen, 5 million -1 hydrogen, 10 million -1 nitrogen, and the grain size of the alloy is approximately 9 25 microns after exposure to temperatures above 1600 o C.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US53409290A | 1990-06-06 | 1990-06-06 | |
| US534.092 | 1990-06-06 | ||
| PCT/US1991/003995 WO1991019015A1 (en) | 1990-06-06 | 1991-06-06 | Tantalum or niobium base alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2100467C1 true RU2100467C1 (en) | 1997-12-27 |
Family
ID=26783193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU9292016517A RU2100467C1 (en) | 1990-06-06 | 1991-06-06 | Article of alloy based on refractory metal and wire of tantalum-based alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2100467C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2595084C1 (en) * | 2015-03-11 | 2016-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Method of producing heat-resistant alloy based on niobium matrix with intermetallic hardening |
-
1991
- 1991-06-06 RU RU9292016517A patent/RU2100467C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент США N 4062679, кл. B 22 F 1/00, 1977. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2595084C1 (en) * | 2015-03-11 | 2016-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Method of producing heat-resistant alloy based on niobium matrix with intermetallic hardening |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5171379A (en) | Tantalum base alloys | |
| US4062679A (en) | Embrittlement-resistant tantalum wire | |
| KR101338630B1 (en) | Tantalum sputtering target | |
| KR101338758B1 (en) | Tantalum sputtering target | |
| KR101288651B1 (en) | Tantalum sputtering target | |
| Sims et al. | Physical and mechanical properties of rhenium | |
| CN103069044B (en) | Tantalum spattering target | |
| US4464207A (en) | Dispersion strengthened ferritic stainless steel | |
| CN106062235A (en) | Process for making molybdenum or molybdenum-containing strip | |
| US4235629A (en) | Method for producing an embrittlement-resistant tantalum wire | |
| EP0532658B1 (en) | Tantalum or niobium base alloys | |
| US3974001A (en) | Paramagnetic alloy | |
| US5294269A (en) | Repeated sintering of tungsten based heavy alloys for improved impact toughness | |
| US4859257A (en) | Fine grained embrittlement resistant tantalum wire | |
| RU2100467C1 (en) | Article of alloy based on refractory metal and wire of tantalum-based alloy | |
| Barto et al. | Deformation stress state effects on the recrystallization kinetics of molybdenum | |
| JP2005520055A (en) | Capacitor-grade lead wires with increased tensile strength and hardness | |
| Marder | Factors affecting the final grain size of decarburized lamination steels | |
| JPS5853703B2 (en) | Molybdenum material with excellent hot workability | |
| JP2008075174A (en) | Copper-titanium-hydrogen alloy and its manufacturing method | |
| KR102459460B1 (en) | high-strength ferrite alloys and its manufacturing methods | |
| Kumar et al. | Effect of intermetallic compounds on the properties of tantalum | |
| Takasugi et al. | Influence of grain boundary composition on the moisture-induced embrittlement of Ni3 (Si, Ti) alloys | |
| Malen et al. | PM Non Ferrous: Advances in PM-Niobium Products |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060607 |