Способ обработки сплавов на основе палладия

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к обработке негидридообразующих сплавов палладий-платина, и может быть использовано при изготовлении диффузионных фильтров водорода. Цель изобретения - повышение прочностных свойств при сохранении уровня пластических характеристик. Способ предусматривает наводороживание в растворе электролита при катодной поляризации, электролитическую десорбцию при анодной поляризации и повторное наводораживание при каждой поляризации, причем наводороживание, электролитическую десорбцию и повторное наводороживание осуществляют при с одинаковой плотностью тока 15-20 А/дм<SP POS="POST">2</SP> в течение равного периода времени 30-40 мин. Способ обеспечивает получение уровня механических свойств сплава палладий - 28% платины, σ<SB POS="POST">в</SB> 95,0-97,0 кгс/мм<SP POS="POST">2</SP>,σ<SB POS="POST">0,2</SB> 70,0-74,0 кгс/мм<SP POS="POST">2</SP>

δ 24,0-27,0%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (gg)g С 22 F 1/14

«

Д: л; 1< <. < Р

<\"

«Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И, ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР..(21) 4454439/31-02 (22) 15.07.88 (46) 15.04.90. Бюл. У 14 (7 1) Свердловский завод по обработке цветных металлов и Институт машиноведения Уральского отделения

АН СССР (72) А.Б.Захаров, Ф.Н.Берсенева, H.H. Тимофеев,З.В. Галошина,А.A. Кацнельсон и Г.П.Ревкевич (53) 621.785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1008274, кл. С 22 Г 1/14, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1435654, 1987. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ НА ОСН0ВЕ ПАЛЛАДИЯ (57) Изобретение относится к метаплургии, а именно к обработке негидриИзобретение относится к металлургии, а именно к обработке негидридообразующих сплавов палладий-платина,и может быть использовано при изготовлении диффузионных фильтров водорода.

Целью изобретения является повышение прочностных свойств при сохранении уровня пластических характеристик.

Проведение повторного наводороживания при катодной поляризации с плотностью тока 15-20 А/дм в течение

30-45 мин обеспечивает введение в негидридообразующие сплавы палладийплатина максимально возможных концент

2 дообразующих сплавов палладий-платина, и может быть использовано при изготовлении диффузионных фильтров водорода. Цель изобретения — повышение прочностных свойств при сохранении уровня пластических характеристик.

Способ предусматривает наводороживание в растворе электролита прп катодной поляризации, электролитическую десорбцию при анодной поляризации и повторное наводороживание нри каждой поляризации, причем наводороживание, электролитическую десорбцию и повторное наводороживание осуществляют с одинаковой плотностью тока 1520 А/дм в течение равного периода времени 30-40 мин. Способ обеспечива< ет получение уровня механических свойств сплава палладий — 283 плати2 ны; G> 95,0-97,0 кгс/мм, G à z 70,074,0 кгс/им ; S ?4,0-?7,0Х. 1 табл. раций водорода, обусловленных степенью растворения водорода в кристаллической решетке, что вызывает необратимые изменения структурного состояния сплавов по всему объему. Искажения кристаллической решетки, возникающие при внедрении атомов водорода в междоузлия, создают дальнодействующие поля деформаций, под действием которых атомы приобретают возможйость

:кооперативных смещений на небольшие расстояния, что приводит к возникновению ближнего порядка в сплавах, вызывает измельчение блоков и рост микродеформаций решетки. Кроме того, 1557192

Уменьшение плотности тока при проведении наводороживания, электролити- ческой десорбции и повторного наводо2. роживания ниже 15 А/дм нецелесообразно, так как в этом случае за один цикл обработки сплавов не достигается максимальная концентрация водорода, вызывающая необратимые структурные изменения, способствующие повышению прочности, и появляется необходимость увеличения либо числа циклов, либо становится возможным образование фазы с упорядоченным расположением атомов водорода.

Все эти факторы — создание ближ5 него порядка в сплавах, измельчение блоков и рост микродеформаций решетки„ а также образование фазы с упорядоченным расположением атомов водорода — обусловлены увеличением концентрации .водорода в сплавах, приводят к затруднению образования, размножения и перемещения дислокаций, а следовательно, к повышению прочности негидридообразующих сплавов.

Первоначальное наводороживание B растворе электролита при катодной поляризации обеспечивает протекание перечисленных процессов, но в меньшем масштабе. 20

В процессе электролитической десорбции при анодной поляризации происходит снюкение содержания водорода в сплавах, однако изменения структуры кристаллической решетки, вызван- 25 ные первым наводороживанием,являются необратимыми и сами становятся препятствием для обратного выхода водорода из сплавов, то есть за равное с наводороживанием время электролитической десорбции в сплавах частично остается сорбированный водород. Процесс электролитической десорбции, связанный с диффузионным перемещением водорода в сплавах способствует актива7

35 ции новых центров образования ближнего порядка и увеличению степени упорядочения.

Наряду с повышением прочности негидридообразующих сплавов предложен- 40 ным способом обеспечивается сохранение их пластичности за счет однородного и равномерного распределения водорода по всему объему сплавов, что исключает возникновение концентраторов 45 напряжений и предотвращает зарождение и распространение трещин. длительности обработки, что ведет к усложнению способа.

Проведение обработки сплавов при плотности тока выше 20 А/дм не вызы2 вает дополнительного прироста прочности, так как в сплавах уже достигнута максимальная концентрация водорода, выше которой растворить водород в кристаллической решетке сплавов практически невозможно. Кроме того, плотность тока выше 20 А/дм приводит к перегреву электролита, вызывает газовыделение. Сокращение времени обработки сплавов (наводороживание, электролитическая десорбция и повторное наводороживание) ниже 30 мин не позволяет повысить прочность негидридообразующих сплавов, так как в кристаллическую решетку сплавов не успевает внедриться максимально возможное количество водорода. При времени обработки сплавов более 40 мин увеличения прочности сплавов не наблюдается, так как весь водород уже растворен в кристаллической решетке и его концентрация в сплавах при удлинении времени обработки не увеличивается.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Концентрация платины в негидридообразующих сплавах палладий-платина составляет 15-40 . Негидридообразующий сплав палладий-платина с содержанием платины в сплаве 287 выплавляли в индукционной печи в атмосфере чистого аргона. Из слитков ковкой при

1000-1200 С изготавливали пластины толщиной 8-10 мм, которые после отжига в вакууме в течение 1 ч подвергали профильной практике и волочению с промежуточным отжигом. Степень.деформации на последнем этапе волочения составляла 99,6Х.

Из полученной проволоки ф 0,5 мм нарезали образцы длиной 150 мм, которые подвергали наводороживанию в

4 Е-ном растворе электролита NaF.

Наводороживание проводили при катодной поляризации с плотностью тока

15-20 А/дм в течение 30-40 мин. Затем меняли катодную поляризацию на анодную с целью электролитической десорбции водорода из образца. Электролитическую десорбцию вели при плотности тока 15-20 Л/дм в течение 3840 мин. Далее образцы подвергали повторному наводороживанию при катодной

155719 поляризации с плотностью тока . 1520 А/дм в течение 30-40 мин. Конкретные режимы обработки и полученные .свойства приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, пред5 ложенный способ обеспечивает повьппение прочностных свойств негидридообразующих сплавов системы палладий— платина в 1,2 — 1,23 раза при сохра.нении уровня пластических свойств.

6 включающий наводороживание в растворе электролита при катодной поляризации и электролитическую десорбцию при анодной поляризации, о т л и ч а юшийся тем, что. с целью повыптения прочностных свойств при сохранении уровня пластических характеристик, после электролитической десорбции при анодной поляризации проводят повторное новодороживание при катодной Ilo» ляризации, причем наводороживание, электролитическую десорбцию и повторное наводороживание осуществляют с одинаковой плотностью тока 15-20 А/дм в течение равных периодов времени—

30-40 мин;.

Формула изобретения

Способ обработки сплавов на основе палладия, преимущественно негидридообразующих системы палладий — платина, Режимы обработки и свойства сплава палладий с 28Х платины, обработанного известным и предложенным способами

Способ обработки

Режимы обработки

Механические свойства г кгс/мм

Число 5, z. циклов кгс/мм

Плотность тока, А/дм

Длительность периода обработки, мин

60,0

22,0

79,0

Составитель Г.Лукина

Корректор С. Шекмар

Редактор А.Маковская Техред М.Ходанич

Заказ 699

Подписное

Тираж 498

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Известный 9,0

Предложенный 15, 0

15 0

15,0

17,0

17,0

17,0

20,0

20,0

20,0

95,0

96,0 .96,0

95,0

96,0

97,0

96,0

96,0

97,0

70,0

72,0

73,0

71,0

73,0

74,0

72,0

74,0

74,0

24,0

25,0

26,0

24,0

25,0

26,0

26,0

27,0

27,0