Сплав на основе никеля

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию литых жаропрочных сплавов, работающих при повышенных температурах и напряжениях, например, рабочих лопаток газовой турбины авиационных двигателей и других деталей специального назначения с направленной структурой. Цель - повышение жаростойкости. Сплав содержит, мас.%; углерод 0,02 - 0,3; хром 3,0 - 8,0; кобальт 5,0 - 15,0; титан 0,5 - 3,0; вольфрам 8,0 - 14,0; молибден 0,5 - 2,0; ниобий 0,5 - 2,0; алюминий 5,0 - 8,0; иттрий 0,002 - 0,1; лантан 0,001 - 0,1; неодим 0,001 - 0,05; празеодим 0,001 - 0,05; гафний 0,05 - 0,5; бор 0,01 - 0,30; церий 0,002 - 0,1; никель - остальное. Привес образцов плавки при 1100°С и выдержке 100 ч составляет 14 - 17 г/м² , привес образцов при 1000°С и выдержке 225 ч составляет 10 - 13 г/м² . 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию литых жаропрочных сплавов, работающих при повышенных температурах и напряжениях, например, рабочих лопаток газовой турбины авиационных двигателей и других деталей специального назначения с направленной структурой. Целью изобретения является повышение жаростойкости. Особенностью данного способа является то, что в его состав введены празеодим, неодим и гафний в отсутствии ванадия, что приводит к повышению его жаростойкости. В процессе высокотемпературного окисления сплавов с гафнием на поверхности деталей образуется защитная пленка из двуокиси гафния, которая дополнительно защищает металл от окисления. Эффективность влияния гафния на повышение жаростойкости заметно возрастает в отсутствии в основе ванадия. Введение в состав сплава празеодима и неодима способствует дополнительному выпадению в нем мелкодисперсной упрочняющей j'-фазы и приводит, таким образом, к торможению диффузионных процессов при высоких температурах, в том числе в поверхностных слоях деталей, благодаря чему в них сохраняются такие элементы, как хром, гафний, алюминий, образующие плотную защитную окисную пленку на поверхности деталей. Кроме того, празеодим и неодим сами частично окисляются и образуют подслой под основной окисной пленкой, тем самым улучшая адгезию окисной пленки к металлу. Такое легирование обеспечивает одновременно с повышением жаростойкости и сохранение уровня длительной прочности. Изобретение иллюстрируется на следующих примерах. Предложенный сплав выплавляли в вакуумной индукционной печи при разрежении 10^-2-10^-3 мм рт. ст., а затем переплавляли в печи для направленной кристаллизации. Аналогично выплавляли и известный сплав. Химический состав плавок приведен в табл. 1, а полученные свойства - в табл. 2. Как видно из табл. 2, привес образцов из предложенного сплава при 1100^оС и выдержке 100 ч составляет 14-17 г/м², привес образцов при 1000^оС и выдержке 225 ч составляет 10-13 г/м². Таким образом, предложенный сплав обладает высокой жаростойкостью, в 3,5-4 раза превышающей известный сплав, по уровню жаропрочности он находится на уровне известного сплава. За счет более высокой жаростойкости может быть в 2-3 раза увеличен ресурс работы деталей из данного сплава, например, рабочих лопаток газовой турбины авиационных двигателей.

Формула изобретения

СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ, содержащий углерод, хром, кобальт, титан, вольфрам, молибден, ниобий, алюминий, бор, церий, иттрий, лантан, отличающийся тем, что, с целью повышения жаростойкости, он дополнительно содержит гафний, неодим и празеодим при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 0,02 - 0,3 Хром 3,0 - 8,0 Кобальт 5,0 - 15,0 Титан 0,5 - 3,0 Вольфрам 8,0 - 14,0 Молибден 0,5 - 2,0 Ниобий 0,5 - 2,0 Алюминий 5,0 - 8,0
Гафний 0,05 - 0,5
Бор 0,01 - 0,30
Церий 0,002 - 0,1
Иттрий 0,002 - 0,1
Лантан 0,001 - 0,1
Неодим 0,001 - 0,05
Празеодим 0,001 - 0,05
Никель Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2