Сплав на основе никеля

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к никелевым сплавам, работающим в условиях ударных нагрузок при повышенных температурах. Цель - повышение упругопластических свойств и эксплуатационной стойкости при 650-850°С. Сплав содержит, мас.%: хром 14-18; кобальт 8,2-10,5; молибден 3,5-5,2; вольфрам .3,1 -4,5 ; алюминий 0,3-1,9; титан 2,1-3,5; тантал 0,7-1,5; ниобий 0,5-2,7; цирконий 0,9- 2,3; бор 0,002-0,009; ванадий 0,6- 3,6; медь 0,06-0,3; иттрий 0,003-0,05; железо 0,05-0,32; углерод 0,002-0,1; никель остальное. Сплав обладает следующим уровнем свойств: предел прочности при растяжении при 650°С 1 580-1 660 Ша; при 850°С 1565-1652 МПа; ударная вяэкость при 650°С 57-65 Дж/смг; при 850е С 53-62 Дж/см2-; хрупкая прочность 1475-1580 МПа, потеря упругости при нагреве до 850°С 0,9-1,2%, эксплуатационная стойкость в условиях ударно-абразивного износа 1 630- 1725 ч; стойкость над напряжением при 755°С 412-487 ч. 2 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1638194 А 1 (Д1) С 22 С 19/05

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

6И . Щ

: У:!1Ц: 1 ! . - 1

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Иттрий вводится как химически активная и модифицирующая добавка, способствующая измельчению структуры и ф ,повышению упругопластических свойств.

Модйфицирующий эффект и упругоплас- -. тические свойства сплава при содержании иттрия до 0,003 мас.X недостаточ-.

1 ны, а увеличение его концентрации более 0,05 мас.Ж увеличивает угар, повышается концентрация неметаллических включений по границам зерен, что снижает упругопластические и эксплуатационные свойства при повышенных температурах.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

r1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4681601/02

-(22) 18.04.89 (46) 30.03.91. Бюл. Ф 12 ,(71) Гомельский политехнический институт (72) М.И, Карпенко (53) 669.245 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 722325, кл. С 22 С 19/05, 1976.

Патент СПА Ф 4685977, кл. С 22 F 1/10, 1987. (54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к никелевым сплавам, работающим в условиях ударных нагрузок при повышенных температурах.

Цель — повышение упругопластических свойств и эксплуатационной стойкости при 650-850 С. Сплав содержит, мас.Х:

Изобретение относится к металлургии, в частности к никелевым сплавам, работающим в условиях ударных нагрузок при повышенных температурах.

Целью изобретения является повышение упругопластических свойств и эксплуатационной стойкости при 650-850 С.

Дополнительное введение 0,6-3,67 (по массе) ванадия упрочняет сплав и повышает стабильность структуры и термической стойкости, что обеспечивает повышение эксплуатационной стойкости при 650-850 С. При содержании ванадия до 0,6 мас.7 стабильность структуры, механических и эксплуатационных свойств при 650-850 С недостаточна, а при увеличении концентрации /

его более 3,6 мас. Ж снижаются стабиль

2 хром 14-18; кобальт 8,2-10,5; молиб- ден 3,5-5,2; вольфрам .3,1-4,5; алюминий 0 3 1,9; титан 2,1-3,5; тантал

0,7-1,5; ниобий 0,5-2,7; цирконий 0,92,3; бор 0,002-0,009; ванадий 0,63,6; медь 0,06-0,3; иттрий 0,003-0,05; железо 0,05-0,32; углерод 0,002-0,1; никель остальное. Сплав обладает сле, дующим уровнем свойств: предел прочности при растяжении при 650 С 1580-1660 Mla; при 850 С 1565-1652 MIa; ударная вязкость npz 650 С 57-65 Дж/сх ;

850 С 53-62 Дж/см ; хрупкая прочность 1475-1580 МПа, потеря упругости при нагреве до 850 С 0,9-1,27, эксплуатационная стойкость в условиях ударно-абразивного износа 16301725 ч; стойкость над напряжением при 755 С 412-487 ч. 2 табл. ность структуры, трещиностойкость и технологические свойства, а также надежность при 650-850 С.

1638194

Медь оказывает раскисляющее и мик:.ролегирующее влияние на никелевый сплав и повышает стабильность структуры, упругопластических и служебных свойств. I1pa содержании меди до

0,06 мас.% микролегирующий эффект, упругопластические и эксплуатационные свойства недостаточны, а при увеличении концентрации меди более

0,3 мас.X увеличивается ее ликвация и снижается однородность структуры и эксплуатационных свойств при 650850 С.

Железо в количестве 0,05-0,32 мас.%15 и углерод 0,002-0,1 мас.% упрощают технологию производства сплава, по" вышают термостойкость, технологичес-. кие и эксплуатационные свойства, но при концентрациях их,превышающих верх- 0 ние пределы, снижается стабильность структуры, технологических и упругопластических свойств. Получение сплава с более низкими их концентрациями связано с усложнением выбора шихтовых 25 с материалов, технологии плавки и ухуд шением технологических и упругопластических свойств.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Плавки никелевых сплавов проводят в высокочастотной индукционной печи емкостью 150 кг, футерованной смесью из 82Х магнезита, SX жидкого стекла и воды. Для выплавки используют катодный никель НI и гранулы никеля, хром и его сплавы (ТУ 14-5-137-87); лигатуру НбХВМА (ТУ 48-0514-36-86), сплав

ХНВЗ (ТУ 14-141-72-86), металлический иттрий ИтМ-I (ТУ 48-4-204-72), цирконий (ТУ 95-37-71), ванадий (ОСТ 4820-72} и другие тугоплавкие металлы.

При температуре 1600-1630 С расплав очищают от кислорода и серы известным способом присадкой активных раскисли" телей и десульфураторов. Медь, буру и иттрий вводят при выпуске расплава в ковш

Разливку сйлава осуществляют при

1600+10 С в сухие литейные формы.

Состав сплавов приведен в табл.). е

Испытание на ударный изгиб при повышенных температурах проводят в со" ответствии с ГОСТ 9454-78. Предел прочности нри растяжении определен по ГОСТ. 1497-84 при 20 С, хрупкая прочность — после 100 теплосмен при

850 С. Свойства сплавов приведены в табл.2.

Как видно из табл. 2, предложенный сплав обладает более высоким уровнем упругопластических и эксплуатационных свойств в условиях ударно"абразивного износа по сравнению с известным сплавом.

Формула изобретения

Сплав на основе никеля, содержащий хром, кобальт, молибден, вольфрам, алюминий, титан, тантал, ниобий,цирконий, бор, углерод, о т л и ч а юшийся тем,.что, с цепью повышения упругопластических свойств и эксО плуатационной стойкости при 650-850 С, он дополнительно содержит ванадий, медь, железо и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Хром I 4,0-18,0

Кобальт 8,2-10,5

Молибден 3,5-5, 2

Вольфрам 3,1-4,5

Алюминий 0,3-1,9

Титан 2,1 3,5

Тантал . 0,7-1,5

Ниобий 0,5-2,7

Цирконий 0,9-2,3

Бор 0,002-0,009

Ванадий 0,6-3,6

Медь . 0,06-0,3

Иттрий 0,003-0,05

Железо 0 05-0,32

Углерод 0,002-0, I

Никель Остальное

1638194 ч х

1 о

1Ч о 8 о о л и

° в о о ю сп о о о о о о ф1

Фв! о л е в о о

1т о 1114 1 в

I o

° в о ю со а в в

CO

С

1 !в

I ! !

cv

О О в

С4 р! !!! л (Ъ <у!

Мв мс в ! Ъ с в

Ю р в

Ю о

o o в

Э ОР

° 3

О в

О

° 4 с!! Е

1

1 !

I ! к и I

О CI

Cl I Cl

Ф I и к

cI1 cI

I и

О! в!

В 1 Ф

Х 1 Р х ч э ч 1

1

13

l ——

1 Ф

1! Ъ

3 О!Ч О

O O

Ф,д в в о !ч

О л в в о .!ч

Icc Сч о

* ° о о

1638194

Та 6 Лица 2 нввестного н предлояенного

Неханнчевнне н Фнснлуатбниеним свойства сплаяуь

Предел прочности йб растяяанне, нпа, ° . прн

Стойкость

Ударная вяз ность> Пн/с

Предел теку чести, Юб рупкая роч" ность под напрянениен прн

7554С, ч

650 С 850

650ес 850 С

31 1180 1125 2;3 1410 520

345

1475 1415 1,2

1580 1506 . 0,9

1557 1495 ljl

53

62

1630 935 412

1725 1012

1687 987

487

4 72

Составитель А, Зенцов

Техред,М.Дидик Корректор Т. Колб

Редактор А.Маковская

Заказ 903 Тираж 380 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Г ненастный 1430 1418 37

2 Предпоненньй1 ° 1580 1565 $7

3 1660 1652 65

4 1632 1825 62

Потеря упругости при нагреве до

850 С,g

Эксплуатационная стойкость в условиях ударно-абравйвного наноса, ч

650 C 850 С