Сплав на основе никеля

Сплав используется в энергетическом машиностроении. Сплав состава, мас.%: хром 10,0-15,0, алюминий 0,3-0,5, молибден 4,0-6,0, вольфрам 0,5-1,5, ниобий 1,0-2,0, бор 0,03-0,07, цирконий 0,3-0,7, углерод 0,8-1,2, кремний 0,8-1,2, марганец 1,0-2,0, никель - остальное. Повышается прочность сплава. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе никеля, используемых для изготовления деталей газотурбинных двигателей, других силовых установок.

Известен сплав на основе никеля, содержащий, мас.%: хром 12,0-20,0; алюминий 0,01-2,1; молибден 0,5-5,0; вольфрам 4,0-8,0; ниобий 4,5-7,0; бор 0,01-0,2; цирконий 0,005-0,3; углерод 0,01-0,2; кремний 0,01-0,6; марганец 0,01-1,0; никель - остальное [1].

Задачей изобретения является повышение прочности сплава.

Технический результат достигается тем, что сплав на основе никеля, содержащий хром, алюминий, молибден, вольфрам, ниобий, бор, цирконий, углерод, кремний, марганец, дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.%: хром 10,0-15,0; алюминий 0,3-0,5; молибден 4,0-6,0; вольфрам 0,5-1,5; ниобий 1,0-2,0; бор 0,03-0,07; цирконий 0,3-0,7; углерод 0,8-1,2; кремний 0,8-1,2; марганец 1,0-2,0; никель - остальное.

В таблице приведены составы сплава.

Компоненты	Содержание, мас.%, в составах
1	2	3
Хром	10,0	12,0	15,0
Алюминий	0,5	0,4	0,3
Молибден	4,0	5,0	6,0
Вольфрам	1,5	1,0	0,5
Ниобий	2,0	1,5	1,0
Бор	0,07	0,05	0,03
Цирконий	0,3	0,5	0,7
Углерод	1,2	1,0	0,8
Кремний	0,8	1,0	1,2
Марганец	2,0	1,5	1,0
Кобальт	5,0	4,0	3,0
Никель	остальное	остальное	остальное
Предел прочности, кг/мм2	145-150	145-150	145-150

В составе сплава компоненты проявляют себя следующим образом. В сплаве, включающем хром и углерод, выделяются упрочняющие фазы (Ni₃Al), а также интерметаллидные γ′-фазы, при этом молибден и вольфрам не входят в состав упрочняющих фаз. Присутствуя в твердом растворе, эти элементы оказывают благоприятное влияние путем торможения процессов разупрочнения. Кроме того, молибден повышает энергию активации самодиффузии хрома в сплаве. Вольфрам распределяется по осям дендритов, тогда как молибден и ниобий имеют тенденцию к распределению по границам зерен. Кобальт тормозит развитие диффузиционных процессов в твердом растворе. Бор образует боридные фазы различного состава: Cr₅B₃ (Х-фаза), Cr₂B, (Mo, Cr, W, Ni,)₄B₃, (Mo, Cr, W, Ni)₅B₄ (Y-фаза). Марганец тормозит диффузиционные процессы по границам зерен. Присадка углерода способствует измельчению зерна. Цирконий упрочняет границы зерен.

Сплав подвергают термообработке: закалка с 1220+10°С, выдержка 4-6 часов, охлаждение на воздухе, старение при 950+10°С, выдержка 8 часов, охлаждение на воздухе.

Источник информации

1. SU 1644532, 1994.

Сплав на основе никеля, содержащий хром, алюминий, молибден, вольфрам, ниобий, бор, цирконий, углерод, кремний, марганец, отличающийся тем, что дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.%: хром 10,0-15,0, алюминий 0,3-0,5, молибден 4,0-6,0, вольфрам 0,5-1,5, ниобий 1,0-2,0, бор 0,03-0,07, цирконий 0,3-0,7, углерод 0,8-1,2, кремний 0,8-1,2, марганец 1,0-2,0, никель остальное.