Сплав на основе кобальта
Сплав используется для изготовления лопаток турбореактивных двигателей. Сплав состава, мас.%: хром 28,0-32,0, кремний 1,0-1,5, углерод 1,0-1,5, марганец 6,0-8,0, молибден 4,0-5,0, титан 0,3-0,5, медь 0,3-0,5, ниобий 0,5-1,0, церий 0,1-0,2, магний 0,05-0,15, азот 0,1-0,2, кобальт - остальное. Повышается твердость и прочность сплава. 1 табл.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам литейных сплавов на основе кобальта, которые могут быть использованы для изготовления лопаток турбореактивных двигателей.
Известен сплав на основе кобальта, содержащий, мас.%: хром ≤30,0; кремний 0-2,0; углерод ≤0,5; марганец 0-2,0; молибден ≤5,0; титан ≤4,0; медь ≤4,0; ниобий 0-1,5; кобальт - остальное [1].
Задачей изобретения является повышение прочности и твердости сплава.
Технический результат достигается тем, что сплав на основе кобальта, содержащий хром, кремний, углерод, марганец, молибден, титан, медь, ниобий, дополнительно содержит церий, магний и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%: хром 28,0-32,0; кремний 1,0-1,5; углерод 1,0-1,5; марганец 6,0-8,0; молибден 4,0-5,0; церий 0,1-0,2; магний 0,05-1,15; титан 0,3-0,5; медь 0,3-0,5; ниобий 0,5-1,0; церий 0,1-0,1; магний 0,05-0,15; азот 0,1-0,2; кобальт - остальное.
В таблице приведены составы сплава.
| Таблица | |||
| Компоненты | Состав, мас.% | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Хром | 28,0 | 30,0 | 32,0 |
| Кремний | 1,5 | 1,2 | 1,0 |
| Углерод | 1,0 | 1,3 | 1,5 |
| Марганец | 8,0 | 7,0 | 6,0 |
| Молибден | 4,0 | 4,5 | 5,0 |
| Титан | 0,3 | 0,4 | 0,5 |
| Медь | 0,5 | 0,4 | 0,3 |
| Компоненты | Состав, мас.% | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Ниобий | 1,0 | 0,8 | 0,5 |
| Церий | 0,1 | 0,15 | 0,2 |
| Магний | 0,1 | 0,13 | 0,15 |
| Азот | 0,2 | 0,15 | 0,1 |
| Кобальт | остальное | остальное | остальное |
| Предел прочности, кгс/мм2 | 100-110 | 100-110 | 100-110 |
| Твердость, HRC | ˜62 | ˜60 | ˜60 |
Сплав упрочняется в основном карбидными фазами, для чего в него вводится хром, ниобий, титан и молибден. Карбиды располагаются между осями дендритов. Марганец тормозит диффузионные процессы по границам зерен. Кремний способствует дисперсности карбидов. Твердый раствор сплава имеет гранецентрированную структуру, соответствующую γ-высокополиморфной модификации кобальта, устойчивой выше 500°С. Кроме γ-твердого раствора в сплаве, содержащем хром, присутствует твердый раствор, соответствующий ε-модификации кобальта с гексагональной структурой. Азот в химически связанном состоянии с титаном и ниобием, образует нитриды и становится легирующим элементом, улучшающим структуру сплава. При введении магния и церия оси дендритов и макрозерна размельчаются, сплав уплотняется. Медь улучшает состояние границ зерен.
Сплав подлежит закалке при температуре 1150-1200°С с охлаждением на воздухе и последующим старением при температуре 750-800°С в течение 16 часов.
Источники информации
1. GB 912828, С22С 19/00, 1962.
Сплав на основе кобальта, содержащий хром, кремний, углерод, марганец, молибден, титан, медь, ниобий, отличающийся тем, что дополнительно содержит церий, магний, азот при следующем соотношении компонентов, мас.%: хром 28,0-32,0, кремний 1,0-1,5, углерод 1,0-1,5, марганец 6,0-8,0, молибден 4,0-5,0, титан 0,3-0,5, медь 0,3-0,5, ниобий 0,5-1,0, церий 0,1-0,2, магний 0,05-0,15, азот 0,1-0,2, кобальт остальное.
