Сплав на основе никеля

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к составам литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе, используемым , в частности, для изготовления точнолитых турбоколес форсированных двигателей. Цель - повышение жаропрочности при сохранении уровня коррозионной стойкости. Сплав содержит следующие компоненты , мае.%: хром 12,5-14,0; кобальтО.1- 6,0; Молибден 2,2-3,2; вольфрам 2,8-3,9; алюминий 3,8-4,45; титан 4,2-5,1; ниобий 0,5-1,0; марганец 0,1-1,0; углерод 0,06-0,16; бор 0,01-0,05;. церий 0,01-0,05; цирконий 0,015-0,05; никель остальное. Сплав обладает следующими свойствами при 293 К: 05 886-910 МПа; 5 2,8-3,0%; при 1073 К ов 730-757 МПа; б 4,7-5,7%. Величина опп жаропрочности Стюо 420-469 МПа; 0-4000 269-292 МПа; аюооо820 241-260 МПа; коррозионная стойкость - величина поврежденного слоя зз 20 ч испытания в среде продуктов сгорания природного газа при 1123 К составляет 0,038-0,047 мм. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 22 С 19/05

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О

Ф

Q3

С) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4731993/02 (22) 25.08.89 (46) 15.03.92, Бюл. М 10 (71) Научно-производственное объединение

Ilo технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ" (72) B.Ï.Ëóáåíåö, З,Л,Кац, М.Л.Контер, Е.В.Спиридонов, Т.Н.Соловьева, Е.В.Замешаев, И.Г.Житомирский, Д.Х.Валеев и

M,С.Жуков (53) 669.245 (088.8) (56) Патент США М 4569824, кл. 75-170, 1986, Авторское свидетельство СССР

М 869962, кл . С 22 С 19/05, 1979. (54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к составам литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе, используемым, в частности, для изготовления точнолитых турбоколес форсированных

Изобретение относится к металлургии, а именно к составам литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе, используемым, в частности, для изготовления точнолитых турбоколес форсированных двигателей. Целью изобретения является повышение жаропрочности при сохранении уровня коррозионной стойкости, При содержании ниобия в количестве

10-25 мас. от присутствующего в сплаве титана и соблюдений соотношения (титан +

+0,5 ниобия)/алюминий = 1,0-1,5 (1) коэффициент самодиффузии никеля в у-фазе, характеризующий ее диффузионную проницаемость, достигает минимума. При увеличении соотношения (1) более 1,5, а также при измене„„Я „„1719450 A 1 двигателей, Цель — повышение жаропрочности при сохранении уровня коррозионной стойкости. Сплав содержит следующие компоненты, мас,,ь: хром 12,5-14,0; кобальт 0,16,0; Молибден 2,2-3,2; вольфрам 2,8-3,9; алюминий 3,8-4,45; титан 4,2-5,1; ниобий

0,5-1,0; марганец 0,1-1,0; углерод 0,06-0,16; бор 0,01-0,05;. церий 0,01-0,05; цирконий

0,015-0,05; никель остальное, Сплав обладает следующими свойствами при 293 К:

OВ:886-910 МПа; д = 2,8-3,0g,: при 1073 К стВ 730-757 МПа; д = 4,7-5,77. Величина жаропооочности оооо = 420-469 Mila;

820 сцооо = 269-292 МПа; п1ооао =- 241-260

82 820

МПа; коррозионная стойкость — величина поврежденного слоя за 20 ч испытания в среде продуктов сгорания природного газа при 1123 К составляет 0,038-0,047 мм, 2 табл. с нии соотношения титан/ниобий в ту или другую сторону; диффузионная проницаемость растет по синусоиде. При этом снижение соотношения титан/алюминий в сплаве по сравнению с известным ведет к снижению коррозионной стойкости.

Изобретение иллюстрируется на следующих примерах.

Сплав предложенного состава выплавляют в вакуумной печи, расплав разливают в керамические формы, получаемые методом выплавляемых моделей. Для изготовления образцов использовались литые заготовки диаметром 15 мм.

В табл, 1 приведены химические составы предложенного сплава с различным со1719450

Формула изобретения

Сплав на основе никеля, содержащий хром, кобальт, молибден, вольфрам, алюминий„титан, ниобий, марганец. углерод, бор, 5 церий, цирконий, отличающийся тем, что, с целью повышения жаропрочности при сохранении уровня коррозионной стойкости, он содержит компоненты при следующем соотношении, мас.7:

10 Хром

Кобальт

Молибден

Вольфрам

Алюминий

15 Титан

Ниобий

Марганец

Углерод

20 Бор

Церий

Цирконий

Никель

Та бл и ц а 1

Содерканле злеиентов, кас.ь

Сос Сплав твв

Никель Хвои Кобальт!делиб" Воль- Алями" (Титан1 Ниобий)! Hspra-(угле-1 6oP (цирке" ц «й» К ц„й" ден 1фраи ) ннй J нец род ) 1ний

2,2 2,8 3,8 4,2

2,6 3,4 4,2 4,7

3.2 3.9 4,I!5 5,!

I,8 4,3 2,9 5„2

0,06 0,01 0,015 0,01

0,1 0,02 0,025 0,03

0,16 0,05 0,05 0,05

0,09 0,015 0,01 0,02

0,5

0,7

1,0

0,15

О ° 1

0,4

1,0 до0 4

1тI2i 5 0,1

13,3 2,8

14,0 6,0

13,5 5,0

1 Оредлв- Основа

2 гаеиый То яе

ll

0,0!

4 Известный

По расчету

Т а б л и ц а 2

Коррозионная стоикость

Маропрочность

Кратковрененные иеканические свойства

Состав Сплав

Е2О Е2О б 100, 6 4000, Нйа НЛа

610000, ида

Суииарная величина поаревденного слоя за 20 ч испытания в среде продуктов сгорания природного газа,обиазка:

400 I!a

T 1073 К б,Nla F. 0

60,Нов 8,0

0,047

0,038

0,040

886

895 9 !0

890

5,7 420 269 241

5,0 445 280 251

4,7 469 292 260

5,1 444 311 218

4,0 730

3,0 74г

2,8 757

3,0 730

2 Оредлояен3 ный

4 Известный

0, 037 ь

Экстраполяция по 0СТ 108.901.102-78

Составитель Г,Лукина

Техред M.Mîðãåí Tàë Корректор B,Ãèðíÿê

Редактор М.Бокарева

Заказ 742 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101 держанием легирующих элементов, а также состав известного сплава. Свойства сплавов известного и предложенного составов приведены в табл. 2.

Испытание механических свойств и жаропрочности проводили на образцах СТП128-80N4, данные для базы 10000 ч получены экстраполяцией по OCT

108.901.102-78 результатов испытаний на базах 100-1500 ч.

Коррозионные испытания проводили при 850 С в среде продуктов сгорания дешевого топлива с обмазкой за 20 ч на цилиндрических образцах диаметром 10 мм, Обмазка — 40/, йа2304+ 3 NaCI.

Из табл. 2 видно, что предложенный сплав превосходит по жаропрочности известный при испытаниях на базе 1000 ч на

6 (,.и на базе 10000 ч на 14, не уступая последнему по корроэионной стойкости и кратковременным механическим характеристикамм.

12,5-14,0

0,1-6,0

2,2-3.2

2,8-3.9

3,8-4,45

4,2-5, 1

0.5- 1,0

0,1-1,0

0,06-0,16

0,01-0,05

0.01-0,05

0,015-0,05

Остальное