RU2131942C1

RU2131942C1 - Copper-base alloy

Info

Publication number: RU2131942C1
Application number: RU98103640A
Authority: RU
Inventors: Л.И. Гофеншефер; С.Л. Артамонов
Original assignee: Московский государственный вечерний металлургический институт
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 1999-06-20

Abstract

FIELD: metallurgy of copper-base alloys. SUBSTANCE: copper-base alloy has, wt. -%: beryllium 0.55-2.5; cadmium 1.6-2.0 and copper - the rest. The use of alloy provides the increase of useful life of articles working in oxidative media at increased temperatures (up to 1073 K) and exhibiting high requirements with respect to their electric conductivity and heat conductivity, for example, for blast furnace tuyeres, converters, crystallizers, brush holders and others. EFFECT: improved quality of the alloy. 2 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе меди, предназначенных для изделий, работающих в высокотемпературных окислительных средах. The invention relates to the metallurgy of copper-based alloys intended for products operating in high-temperature oxidizing environments.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный сплав на основе меди, выбранный в качестве прототипа, содержащий 0,01-2,5% бериллия и 0,1-1,5% кадмия 2038390 C (THE AMERICAN BRASS COMPANY), 21.04.36, C 22 C 9/00). The closest in technical essence and the achieved result is the known copper-based alloy selected as a prototype, containing 0.01-2.5% beryllium and 0.1-1.5% cadmium 2038390 C (THE AMERICAN BRASS COMPANY), 21.04 .36, C 22 C 9/00).

Недостатком сплава является низкая стойкость при окислении при повышенных температурах (1073К), привес образцов при таком окислении составляет 0,15 - 0,20 м/м².The disadvantage of the alloy is the low resistance to oxidation at elevated temperatures (1073K), the weight gain of the samples during this oxidation is 0.15 - 0.20 m / m ² .

Техническая задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в повышении стойкости сплава при высокотемпературном окислении при сохранении высокого уровня электро- и теплопроводности. The technical problem solved by the present invention is to increase the resistance of the alloy during high-temperature oxidation while maintaining a high level of electrical and thermal conductivity.

Решение задачи достигается тем, что сплав на основе меди, содержащей бериллий и кадмий, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Бериллий - 0,55-2,5
Кадмий - 1,6-2,0
Медь - Остальное
Сущность изобретения поясняется следующим. Предлагаемый сплав на основе меди содержит 0,55-2,5% бериллия и 1,6-2,0% кадмия и разработан для изделий, работающих в окислительных средах при высоких (до 1073К) температурах и к которым предъявляются высокие требования по электро- и теплопроводности.The solution to the problem is achieved in that the alloy based on copper containing beryllium and cadmium contains components in the following ratio, wt.%:
Beryllium - 0.55-2.5
Cadmium - 1.6-2.0
Copper - Else
The invention is illustrated as follows. The proposed copper-based alloy contains 0.55-2.5% beryllium and 1.6-2.0% cadmium and is designed for products operating in oxidizing environments at high (up to 1073K) temperatures and which have high electrical requirements and thermal conductivity.

В предложенном сплаве легирующие элементы обеспечивают прочностные свойства сплава. Бериллий, в указанном выше соотношении с кадмием, является основным элементом, обеспечивающим повышение стойкости сплава при окислении меди при температурах до 1073К. При содержании бериллия менее 0,55% значительно повышается окисляемость сплава. Оптимальное содержание бериллия (0,55-2,5%) в сочетании с кадмием не снижает электро- и теплопроводность сплава за счет образования интерметаллических соединений. Бериллий в количестве более 2,5% значительно понижает электро- и теплопроводность сплава. Оптимальное содержание кадмия в сплаве 1,6 - 2,0%. При содержании кадмия менее 1,6% снижается электро- и теплопроводность сплава. Более высокое содержание кадмия (более 2,0%) повышает окисляемость сплава. In the proposed alloy alloying elements provide strength properties of the alloy. Beryllium, in the above ratio with cadmium, is the main element providing an increase in the resistance of the alloy to copper oxidation at temperatures up to 1073K. When the beryllium content is less than 0.55%, the oxidizability of the alloy is significantly increased. The optimal beryllium content (0.55-2.5%) in combination with cadmium does not reduce the electric and thermal conductivity of the alloy due to the formation of intermetallic compounds. Beryllium in an amount of more than 2.5% significantly reduces the electrical and thermal conductivity of the alloy. The optimum cadmium content in the alloy is 1.6 - 2.0%. When the cadmium content is less than 1.6%, the electric and thermal conductivity of the alloy decreases. A higher cadmium content (more than 2.0%) increases the oxidizability of the alloy.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

Химический состав и свойства исследуемых сплавов приведены в таблицах 1 и 2 (см. в конце описания). The chemical composition and properties of the studied alloys are given in tables 1 and 2 (see the end of the description).

Сплавы готовили в индукционной плавильной печи в графитошамотном тигле. Технология плавки практически не отличалась от общепринятой. После расплавления меди и ее раскисления вводили бериллий, а затем кадмий. Элементы вводили в виде лигатур медь - 4% бериллия и медь - 30% кадмия. Сплавы разливали при температуре 1150-1170^oC в изложницы, слитки гомогенизировали и из полученных слитков вытачивали образцы для определения механических свойств, электропроводности и окисляемости. Об окисляемости сплавов судили по привесу (Δm) образцов при нагреве при 1073К в течение 20 часов в окислительной атмосфере. Механические свойства определяли при растяжении гагаринских образцов диаметром 5 мм на машине ИМ - 4Р. Электропроводность определяли электроиндуктивным методом на приборе ИЭ 1, теплопроводность оценивалась исходя из значений электропроводности по уравнению Видеманна - Франца. Результаты испытаний показаны в таблице 2.Alloys were prepared in an induction melting furnace in a graphite chamotte crucible. The technology of melting practically did not differ from the generally accepted one. After the copper was melted and deoxidized, beryllium was introduced, followed by cadmium. Elements were introduced in the form of ligatures copper - 4% beryllium and copper - 30% cadmium. Alloys were poured into molds at a temperature of 1150-1170 ^o C, ingots were homogenized and samples were machined from the obtained ingots to determine mechanical properties, electrical conductivity and oxidizability. The oxidizability of the alloys was judged by the gain (Δm) of the samples upon heating at 1073 K for 20 hours in an oxidizing atmosphere. The mechanical properties were determined by stretching the Gagarin specimens with a diameter of 5 mm on an IM - 4P machine. The electrical conductivity was determined by the electroinductive method on the IE 1 device, the thermal conductivity was estimated on the basis of the electrical conductivity according to the Wiedemann-Franz equation. The test results are shown in table 2.

Как видно из представленных данных, окисляемость предложенного сплава при температуре 1073К в несколько раз ниже известного, электро- и теплопроводность примерно одинакова с известным. As can be seen from the data presented, the oxidizability of the proposed alloy at a temperature of 1073K is several times lower than the known one, the electrical and thermal conductivity are approximately the same as the known one.

Предложенный сплав предназначается для изготовления изделий, работающих при повышенных температурах в окислительных средах (например, фурмы доменных печей, конверторов, кристаллизаторы и др.). При изготовлении таких деталей из предложенного сплава увеличивается срок их службы в 2 раза. The proposed alloy is intended for the manufacture of products operating at elevated temperatures in oxidizing environments (for example, tuyeres of blast furnaces, converters, crystallizers, etc.). In the manufacture of such parts from the proposed alloy, their service life is increased by 2 times.

Claims

A copper-based alloy containing beryllium and cadmium, characterized in that the alloy components are taken in the following ratio, wt.%:
Beryllium - 0.55 - 2.5
Cadmium - 1.6 - 2.0
Copper - Else