Сплав на основе никеля

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе никеля, которые могут быть использованы для изготовления деталей двигателей. Сплав на основе никеля содержит, мас.%: углерод 0,8-1,0; кремний 1,5-2,0; марганец 1,5-2,0; хром 20,0-25,0; молибден 2,0-2,4; алюминий 0,3-0,4; ниобий 0,3-0,5; титан 0,1-0,2; железо 6,0-8,0; ванадий 0,3-0,5; бор 0,05-0,1; азот 0,1-0,2; медь 1,0-1,5; барий 0,01-0,012; рений 0,2-0,3; никель - остальное. Сплав характеризуется повышенной износостойкостью. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе никеля, которые могут быть использованы для изготовления деталей двигателей.

Известен сплав на основе никеля, содержащий, мас.%: углерод ≤1,0; крайний ≤3,0; марганец ≤5,0; хром 1,0-20,0; молибден ≤20,0; алюминий 0,5-10,0; ниобий ≤5,0; титан 2,0-10,0; железо 1,0-10,0; ванадий ≤5,0; бор ≤0,1; азот ≤0,1; медь 0,5; никель 50,0-70,0 [1].

Задачей изобретения является повышение износостойкости сплава.

Технический результат достигается тем, что сплав на основе никеля, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, алюминий, ниобий, титан, железо, ванадий, бор, азот, медь, дополнительно включает барий и рений, причем компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,8-1,0; кремний 1,5-2,0; марганец 1,5-2,0; хром 20,0-25,0; молибден 2,0-2,4; алюминий 0,3-0,4; ниобий 0,3-0,5; титан 0,1-0,2; железо 6,0-8,0; ванадий 0,3-0,5; бор 0,05-0,1; азот 0,1-0,2; медь 1,0-1,5; барий 0,01-0,012; рений 0,2-0,3; никель - остальное.

В таблице приведены составы сплава на основе никеля.

Таблица
Компоненты	Содержание, мас.% в составах
1	2	3
Углерод	0,8	0,9	1,0
Кремний	2,0	1,7	1,5
Марганец	1,5	1,7	2,0
Хром	25,0	23,0	20,0
Молибден	2,4	2,2	2,0
Алюминий	0,3	0,35	0,4
Ниобий	0,3	0,4	0,5
Титан	0,1	0,15	0,2
Железо	6,0	7,0	8,0
Ванадий	0,5	0,4	0,3
Бор	0,1	0,07	0,05
Азот	0,2	0,15	0,1
Медь	1,0	1,3	1,5
Барий	0,01	0,011	0,012
Рений	0,2	0,25	0,3
Никель	остальное	остальное	остальное
Износ, отн.ед.	~0,9	~0,9	~0,9
Примечание: за 1 отн. ед. принят износ при сухом трении известного сплава [1] в условиях удельного давления до 100 кгс/см2, скорости скольжения до 5,7 м/с, контртело - чугун серый модифицированный (МСЧ 28-48).

В составе сплава компоненты проявляют себя следующим образом. Молибден имеет тенденцию к распределению по границам зерен, присутствуя в твердом растворе. Молибден повышает энергию активации самодиффузии хрома в сплаве. Железо и марганец тормозят развитие диффузионных процессов в твердом растворе. Рений увеличивает прочностные свойства сплава. Бор образует боридные фазы: (Мо, Ni)₄B₃, (Мo, Ni)₅B₄. В сплаве в незначительном количестве выделяются упрочняющие фазы (Ni₃Аl), а также интерметаллидные γ'-фазы. Совместное введение титана и алюминия, а также кремния способствует увеличению сопротивления сплава пластической деформации. Медь замедляет развитие диффузионных процессов в твердом растворе. В химически связанном состоянии с алюминием, ванадием, титаном и ниобием азот, образуя нитриды, становится легирующим элементом, улучшающим структуру и механические свойства сплава. Барий улучшает антифрикционные свойства сплава. Присадка углерода способствует измельчению зерна.

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.

Источники информации

1. US 3916497, С22С 29/00, 1975.

Сплав на основе никеля, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, алюминий, ниобий, титан, железо, ванадий, бор, азот, медь, отличающийся тем, что он дополнительно включает барий и рений, причем компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,8-1,0; кремний 1,5-2,0; марганец 1,5-2,0; хром 20,0-25,0; молибден 2,0-2,4; алюминий 0,3-0,4; ниобий 0,3-0,5; титан 0,1-0,2; железо 6,0-8,0, ванадий 0,3-0,5; бор 0,05-0,1; азот 0,1-0,2; медь 1,0-1,5; барий 0,01-0,012; рений 0,2-0,3; никель остальное.