Сплав на основе никеля

 

Изобретение относится к металлургии и касается разработки сплава на никелевой основе,.используемого для литья деталей, в частности лопаток газовых турбин, работающих в агрессивной среде продуктов сгорания газотурбинного топлива. Цель - повышение жаропрочности при сохранении уровня коррозионной стойкости. Сплав содержит , мас.%: углерод 0,005-0,12; хром 11,5-13,0; кобальт 8,0-10,0; вольфрам 6,2- 8,0; ниобий 0,7-12; титан 4,1-5,2; алюминий 3,5-4,5; бор 0,001-0,015; церий 0,001-0.02; никель остальное, причем отношение содержания количества титана к алюминию в сплаве составляет 1,05-1,40. Сплав обладает следующими свойствами; ав при 293К 1170-1230 МПа, OB при 1123К 923-955 МПа; предел длительной прочности за 103 ч при 1123К 330-350 МПа; предел длительной прочности за 10% при 1123К 225-266 МПа; коррозионная стойкость при 850°С в среде продуктов сгорания природного газа (1,6- 1,8) Ю 2 г/см3 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 С 19/05

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

/ г .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4732682/02 (22) 25,08,89 (46) 15.03.92, Бюл. М 10 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ" и Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования (72) В.П.Лубе не ц, 3.Л. Ка ц, Ю. В, Котов, Л.Г.Голеньшина, В.Г.Анисимова, С,В,Корякин,. Е.В.Замешаев, В.В.Ртищев, С.В.Афанасьев, Ю.Ф.Титовец. Ю,А.Немайэер, А.М.Темиров и Л.А.Пономарев (53) 669.245 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1039235, кл. С 22 С 19/05, 1982.

Автооское свидетельство СССР

t4 1434793,кл. С 22 С 19/05, 1986. (54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ (57) Изобретение относится к металлургии и касается разработки сплава на никелевой основе, используемого для литья деталей, в

Изобретение относится к металлургии и касается разработки сплава на никелевой основе; используемого для литья деталей, в частности лопаток газовых турбин, работающих в агрессивной среде продуктов сгорания газотурбинного топлива.

Целью изобретения является повыше ние жаропрочности при сохранении уровня коррозионной стойкости.

Предлагаемое соотношение титана к алюминию в пределах 1,05-1,40 обеспечивает минимальное несоответствие параметров кристаллических решеток у и y -фаз на межфазных g/ )границах и образования частиц )фазы со средним размером, близким

5U 1719451 А1 частности лопаток газовых турбин, работающих в агрессивной среде продуктов сгорания газотурбинного топлива. Цель— повышение жаропрочности при сохранении уровня коррозионной стойкости. Сплав содержит, мас.%: углерод 0.005-0,12; хром

11,5-13,0; кобальт 8,0-10,0; вольфрам 6,28,0; ниобий 0,7-12; титан 4,1-5,2; алюминий

3,5-4,5; бор 0.001-0,015; церий 0,001-0.02: никель остальное, причем отношение содержания количества титана к алюминию в сплаве составляет 1,05-1,40. Сплав обладает следующими свойствами: 0В при 293К

1170-1230 МПа, аВ при 1123К 923-955 МПа; предел длительной прочности за 10 ч при

1123К 330-350 МПа; предел длительной прочности эа 10 ч при 1123К 225-266 МПа; коррозионная стойкость при 850 С в среде продуктов сгорания природного газа (1.61,8) 10 г/см . 2 табл. к критической степени дисперсности. При отношении Ti:At менее 1.05 уменьшается коррозионная стойкость литейного сплава вследствие уменьшения сдерживающего влияния титана на образование сульфидов.

При отношении более 1,40 уменьшается жаропрочность вследствие увеличения параметра решетки у-фазы.

Пример. Образцы предлагаемого и известного сплавов были получены методом направленной кристаллизации на вакуумной плавильно-заливочной установке ПНП2.

Химический состав сплавов приведен в табл. 1;

1719451 одинаковых значениях коррозионной стойкости.

Формула изобретения

Сплав на основе никеля, содержащий

5 углерод, хром, кобальт, вольфрам, ниобий, титан, алюминий, бор, церий, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения жаропрочности при сохранении уровня коррозионной стойкости, он содержит компо10 ненты в следующем соотношении, мас. :

Углерод 0,005-0,12

Хром 11,5-13,0

Кобальт 8,0-10,0

Вольфрам 6,2-8,0

15 Ниобий 0,7-1,2

Титан 4,1-5,2

Алюминий 3.5-4,5

Бор 0,001-0,015 церий 0.001-0,02

Никель Остальное, причем отнош ние содержания количества титана к алюминию в сплаве составляет

1,05-1,40.

20

Таблице!

Содереенне конпонентов е сплеее. нес 2.

Сплее

Цернй Никель

Ооль0реи Титан А>еи>иний Ниобий

Углерод Бор

Отнсе>ение содереенил титене к есетиннню

Хрен Кобельт

6,2 4,1 3 9

8,0 5,2 4,5. 0,7 . 0,005 0,001 О>001 Ост.

1,2 0,015 0,01 0,01 Ост.

8,0

10,0

8,0

9,0

8,0-10, О

1,05

1>15

1,40

11,5

Предлегеений

13,0

12,8

12 ° 5

18,0-21,0

7 ° 8 4,9

6,2 4,9

3>5

4,0 0,7

1,22

2 ° 0-3>5 3 ° 6-5>0 2 ° 5-4 ° О 0,7-1,2 0,01-0,03 О ° 1-0,3 0 ° 02-0,03

Ив вести>й

Таблица2

Коррозионная стойкость при !!23 К, г/см3

Предел прочности при 1123 К

6, МПа

Предел длительной прочности за ч Пг„ !!23

G qp МПа

Сплав

Предел прочности при 293 K

G!3, МПа

Предел длительной про)с 1 и за 04 ц при !!23 К б„й, ИПа

1!70

Предлагаемый

923

941

695-75ч

1,8 !О

1,7 ° !0 2

1,6 ° 0" 2

36!

338

3!О

266!

230!

200

251т

185!

220! 75 -10-2 (1,!5"1,8) !02

9 т5-996

Известный

Испытания на кратковременную прочность проводили в соответствии с ГОСТ

1497-73, ГОСТ 9651-73 на образцах с диаметром рабочей части 6 мм и расчетной длиной 30 мм; на жаропроч ность — в соответствии с ГОСТ 10145-62 и ОСТ

108,901 102-78 на установках AMMA-5 на цилиндрических образцах с диаметром рабочей части 6 мм и расчетной длиной 30 мм.

Испытания на коррозионную стойкость проводили при 850 С в среде, имитирующей продукты сгорания природного газа в условиях контакта образцов с агрессивными компонентами обмазки, содержащей, мас.g: NaCI 3; 1чаз$04 40; Ее20з 5;.СаО 10:

MgO 3,5: AlzOa 3,5; SION 35. Оценка проведена по убыли массы образцов после испытаний.

Результаты испытания приведены в табл. 2.

Как видно из данных табл. 2, предлагаемый сплав характеризуется более высокими показателями жаропрочности при

0,050 О ° 014 0,02

0,120 0,015 0,015