Жаропрочный сплав на основе никеля для литья лопаток газотурбинных установок



Жаропрочный сплав на основе никеля для литья лопаток газотурбинных установок
Жаропрочный сплав на основе никеля для литья лопаток газотурбинных установок

Владельцы патента RU 2570130:

Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" (RU)

Изобретение относится к металлургии, в частности к жаропрочным сплавам для деталей горячего тракта газотурбинных установок, работающих в агрессивных средах при температурах 750-900°С. Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок содержит, мас.%: углерод 0,02-0,13; хром 15,6-16,2; кобальт 8,2-8,8; вольфрам 2,4-2,8; молибден 1,5-2,0; алюминий 3,3-3,7; титан 3,3-3,7; ниобий 0,6-1,1; бор 0,005-0,015; тантал 1,5-2,0; гафний 0,00-0,2; цирконий 0,03-0,08; кальций 0,00-0,02; марганец ≤0,02; медь 0,00-0,05; сера ≤0,005; фосфор ≤0,005; азот 10-20 ppm; кислород 10-15 ppm, по меньшей мере, два элемента, выбранных из группы: кремний ≤0,25; магний 0,00-0,02; железо ≤0,2; никель остальное. Сплав характеризуется высокими характеристиками длительной прочности в сочетании с высоким сопротивлением окислению и коррозионным воздействиям, а также повышенной структурной однородностью. 2 табл.

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам жаропрочных сплавов на основе никеля для изготовления литьем лопаток с монокристаллической или равноосной структурами, работающих в агрессивных средах горячего тракта газотурбинных установок (ГТУ) при температурах 750-900°С.

Технологический процесс изготовления литьем рабочих лопаток горячего тракта ГТУ включает подготовку навески шихтовых материалов по требованиям химического состава, получение расплава навески, рафинирование и раскисление расплава, слив расплава с получением отвержденной заготовки, ее механообработку для удаления внешних дефектов и продуктов взаимодействия расплава с материалом тигля, контроль (качественный и количественный) химического состава заготовки, оценку расчетными методами служебных характеристик лопаток из полученной заготовки, расплавление шихтовой заготовки и литье рабочих лопаток, в частности лопаток с монокристаллической или равноосной структурой. При этом заготовка является продуктом, который его производитель поставляет потребителю для изготовления лопаток ГТУ.

Отдельные служебные характеристики рабочей лопатки по результатам (качественного и количественного) анализа состава ее заготовки, в том числе структурная стабильность на ресурс (исключение образования охрупчивающих фаз), склонность к выделению в литом состоянии неравновесных эвтектических фаз, на месте которых при термообработке литых лопаток образуются поры и трещины, характеристики длительной прочности, критические точки металла лопатки и другие физико-механические свойства лопатки могут быть оценены по известной методике ФАКОМП и другим по известным методикам.

(H. Harada и др. Сб. Superalloys, 1988; p.p. 733-742; H. Harada и др.. Сб. Superalloys, 2000; p.p. 729-736; H. Harada, Сб. Alloys Design for Nickel-base Superalloys, 1982, p.p. 721-735)

Известен состав жаропрочного сплава на основе никеля для литья изделий, преимущественно лопаток газотурбинных двигателей. Сплав содержит углерод, никель, хром, кобальт, вольфрам, молибден, алюминий, титан, магний или кальций, редкоземельные металлы церий и иттрий, серу, азот и кислород.

(RU 2392338, С22С 1/02, опубликовано 20.06.2010, пример 2)

Известен жаропрочный сплав на основе никеля для литья лопаток газотурбинных двигателей, содержащий углерод, никель, хром, кобальт, вольфрам, молибден, алюминий, рений, тантал, церий, иттрий, лантан, серу, азот, кислород.

(RU 2190680, С22С 1/02, С21С 5/52, С22В 7/00, опубликовано 10.10.2002, пример 1)

Наиболее близким по технической сущности является полученный вакуумной выплавкой жаропрочный сплав на основе никеля для литья лопаток с направленной и монокристаллической структурой, содержащий углерод, хром, кобальт, вольфрам, молибден, титан, алюминий, ниобий, бор, тантал, гафний и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,005-0,12; хром 13,5-14,5; кобальт 8,0-12,0; вольфрам 3,0-5,0; молибден 1,5-2,5; алюминий 3,5-4,8; титан 3,4-4,3; ниобий 0,4-1,4; тантал 0,2 -1,0; гафний 0,1-0,4; бор 0,001-0,02; иттрий 0,005-0,05; никель остальное.

(RU 2131944, С22С 19/05, опубликовано 20.06.1999)

Однако при изготовлении литьем лопаток с монокристаллической структурой с использованием сплава известного состава даже незначительное отклонение от условий направленного теплоотвода отверждения расплава, например в областях перехода от пера профиля лопатки к полке, приводит к образованию паразитных зерен, нарушающих структурную однородность изделия. Кроме того, лопатки из шихтовой заготовки известного состава при высоких показателях жаропрочности имеют пониженную коррозионную стойкость и структурную стабильность. В процессе наработки в металле лопатки прогнозируется выпадение до 9% охрупчивающей σ-фазы и количество неравновесной эвтектической фазы до 10%, что чревато повышенной пористостью.

Задачей изобретения и его техническим результатом изобретения является обеспечение повышенной длительной прочности металла лопаток, полученных литьем с использованием предлагаемого сплава, в сочетании с высоким сопротивлением окислению и коррозионным воздействиям, а также повышение структурной стабильности на ресурс и уменьшение склонности к образованию посторонних паразитных зерен, нарушающих монокристаллическую структуру металла.

Технический результат достигается тем, что сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок содержит углерод, хром, кобальт, вольфрам, молибден, алюминий, титан, ниобий, бор, тантал, гафний, цирконий, кальций, марганец, медь, серу, фосфор, азот, кислород и никель, а также, по меньшей мере, два элемента, выбранные из группы: кремний, магний и железо, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,02-0,13; хром 15,6-16,2; кобальт 8,2-8,8; вольфрам 2,4-2,8; молибден 1,5-2,0; алюминий 3,3-3,7; титан 3,3-3,7; ниобий 0,6-1,1; бор 0,005-0,015; тантал 1,5-2,0; гафний 0,00-0,2; цирконий 0,03-0,08; кальций 0,00-0,02; марганец ≤0,02; медь 0,00-0,05; сера ≤0,005; фосфор ≤0,005; азот 10-20 ppm; кислород 10-15 ppm, по меньшей мере, два элемента, выбранных из группы: кремний ≤0,25; магний 0,00-0,02; железо ≤0,2; никель остальное.

Ограничение содержания кислорода, азота, меди, серы и фосфора, введение кальция и марганца в сочетании с наличием, по меньшей мере, двух дополнительных компонентов, выбранных из группы: кремний, магний и железо, повышает пластичность металла лопатки, его структурную однородность и коррозионную стойкость границ зерен.

Введение циркония совместно с присутствием в составе тантала, ниобия и гафния обеспечивает стабилизацию карбидов, достаточную пластичность литого металла на длительный ресурс и подавляет образование цепочек посторонних паразитных зерен в монокристаллической структуре металла лопатки. Минимальные концентрации гафния, кальция, меди и магния 0,00 мас.% не означают отсутствие указанных компонентов в сплаве, а невозможность их четкой идентификации с использованием принятых методов анализа (менее предела чувствительности метода определения концентрации компонента 0,00005 мас.%). При этом заявленные соотношения компонентов в сплаве обеспечивают образование упрочняющей фазы на уровне 44,7-46,2 ат.% и повышенную жаропрочность металла лопаток; исключают появление в процессе наработки охрупчивающих фаз и ограничивают выделение неравновесной эвтектической фазы. Лопатки, выплавленные из сплава по изобретению, имеют пониженный объем усадочной пористости и повышенную устойчивость к образованию трещин.

Достижение технического результата можно проиллюстрировать данными из таблиц 1 и 2. Данные приведены для сплава лопаток с монокристаллической структурой.

Изготовление сплава, предназначенного для литья лопаток и других изделий с монокристаллической структурой, включает подготовку навески шихтовых материалов по требованиям химического состава, получение расплава, рафинирование и раскисление расплава, слив расплава и его отверждение. После этого полученную заготовку механически обрабатывают для удаления внешних дефектов и продуктов взаимодействия расплава с материалом тигля, проводят контроль (качественный и количественный) химического состава и оценивают расчетными методами служебные характеристики лопаток из полученного сплава.

Из представленных данных следует, что все варианты осуществления изобретения превосходят известные варианты по комплексу служебных характеристик, в том числе по коррозионной стойкости на 30-50% и жаропрочности при температурах 800-850°С, а также отличаются повышенной структурной стабильностью на ресурс.

Более низкие значения показателей Mdy и Nv лопаток, полученных с использованием сплава согласно изобретению, по сравнению с критическими величинами Mdy≤0,928 и Nv≤2,36 свидетельствуют о том, что металл лопатки обладает повышенной структурной стабильностью на ресурс и исключено появление охрупчивающих фаз в процессе наработки.

Кроме того, сплав согласно изобретению может быть использован для литья лопаток ГТУ с равноосной структурой. При этом служебные характеристики прочности лопаток будут ниже на 10-15%.

Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок, содержащий углерод, хром, кобальт, вольфрам, молибден, алюминий, титан, ниобий, бор, тантал, гафний и никель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит цирконий, кальций, марганец, медь, серу, фосфор, азот, кислород и, по меньшей мере, два элемента, выбранные из группы: кремний, магний и железо, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод 0,02-0,13
хром 15,6-16,2
кобальт 8,2-8,8
вольфрам 2,4-2,8
молибден 1,5-2,0
алюминий 3,3-3,7
титан 3,3-3,7
ниобий 0,6-1,1
бор 0,005-0,015
тантал 1,5-2,0
гафний 0,00-0,2
цирконий 0,03-0,08
кальций 0,00-0,02
марганец ≤0,02
медь 0,00-0,05
сера ≤ 0,005
фосфор ≤ 0,005
азот 10-20 ppm
кислород 10-15 ppm
по меньшей мере,  
два элемента,  
выбранных из группы:  
кремний ≤ 0,25
магний 0,00-0,02
железо ≤ 0,2
никель остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным сплавам на основе интерметаллида Ni3Al и изделиям из этих сплавов, получаемым методом точного литья по выплавляемым моделям с поликристаллической структурой, например деталям газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к никель-хром-железо-алюминиевому сплаву с высокими характеристиками коррозионной стойкости и высокотемпературной ползучести и может быть использован в качестве материала, используемого в печных конструкциях, а также в химической промышленности.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к суперсплавам на основе никеля, которые могут быть использованы в деталях газовой турбины. Суперсплав на основе никеля содержит, вес.%: C ≤0,1; Si ≤0,2; Mn ≤0,2; P ≤0,005; S ≤0,0015; Al 4,0-5,5; B ≤0,03; Co 5,0-9,0; Cr 18,0-22,0; Cu ≤0,1; Fe ≤0,5; Hf 0,9-1,3; Mg ≤0,002; Mo ≤0,5; N ≤0,0015; Nb ≤0,01; O ≤0,0015; Ta 4,8-5,2; Ti 0,8-2,0; W 1,8-2,5; Zr ≤0,01; Ni - остальное.

Изобретение относится к металлургии, в частности к суперсплавам на основе никеля, которые могут быть использованы при сварке. Сплав на основе никеля содержит, вес.%: С 0,13-0,2, Cr 13,5-14,5, Со 9,0-10,0, Мо 1,5-2,4, W 3,4-4,0, Ti 4,6-5,0, Al 2,6-3,0, В 0,005-0,008, при необходимости Nb макс.

Изобретение относится к металлургии. Литая рабочая лопатка с монокристаллической структурой содержит перо, полку замка и замковую часть и состоит из двух фрагментов, соединенных зоной сплавления.

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным коррозионностойким жаропрочным сплавам на основе никеля, и может быть использовано для изготовления литьем деталей горячего тракта газотурбинных установок, работающих в агрессивных средах при температурах 700-920°C, а также для ремонта дефектов поверхности изделия, возникающих в результате литья или эксплуатации.
Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения композиционного материала на основе никеля включает перемешивание порошков для приготовления матрицы материала и дисперсного порошка оксида металла, механическое легирование полученной смеси, компактирование и прокатку полученного сплава.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к защитному покрытию для защиты конструкционной детали от коррозии и/или окисления. Безрениевый сплав на основе никеля, обладающий стойкостью к коррозии и/или окислению, содержит, в вес.%: кобальт 24-26, хром 12-15, алюминий 10,5-11,5, по меньшей мере один элемент из скандия и/или редкоземельных элементов, в частности иттрий, 0,1-0,7, тантал 0,1-3, необязательно кремний 0,05-0,6, никель - остальное.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления рабочих лопаток газотурбинных установок. Шихтовая заготовка содержит, мас.%: углерод 0,07-0,12, хром 12,9-13,5, кобальт 5,3-5,9, вольфрам 6,7-7,3, молибден 0,8-1,2, алюминий 3,2-3,5, титан 4,4-4,7, бор 0,010-0,015, медь ≤0,04, сера ≤0,005, фосфор ≤0,005, азот ≤15 ppm, кислород ≤15 ppm, кальций 0,00-0,02, магний 0,00-0,02, марганец 0,01-0,3, по меньшей мере два элемента, выбранные из группы: железо, кремний и барий, ≤0,2 каждого и по меньшей мере два элемента, выбранные из группы: иттрий, лантан, неодим, самарий, 0,005-0,05 каждого, никель - остальное.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к прецизионным сплавам на основе системы никель-хром, работающих в широком диапазоне температур и предназначенных для реализации микрометаллургических процессов получения функциональных покрытий на основе порошковых материалов и литых микропроводов с высокой микротвердостью.

Изобретение относится к области изготовления ротора турбины газотурбинного двигателя, состоящего из двух и более деталей, изготовленных преимущественно из никелевого жаропрочного сплава с применением электронно-лучевой сварки. Способ включает получение по меньшей мере двух заготовок компонентов ротора из высокопрочного деформируемого никелевого сплава, предварительную термическую обработку заготовок, их соединение посредством электронно-лучевой сварки с формированием сварного шва и окончательную термическую обработку сварной конструкции ротора. Формирование сварного шва производят путем перемещения свариваемых заготовок относительно источника излучения со скоростью 5-30 м/ч, заготовки компонентов ротора получают из жаропрочного деформируемого никелевого сплава, содержащего, мас.%: углерод 0,05-0,07, хром 14-16, кобальт 15-17, молибден 4,5-5, вольфрам 1-1,8, ниобий 4,2-4,7, суммарное содержание алюминия и титана 2,5-3, цирконий 0,5-0,8, бор 0,001-0,003, магний 0,01-0,03, лантан 0,01-0,03 и неизбежные примеси и никель - остальное. Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение работоспособности конструкции ротора при температуре до 750°C, повышение надежности сварных соединений, повышение прочности сварного шва и основного металла заготовок. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии жаропрочных деформируемых сплавов на основе никеля и изделий, выполненных из этих сплавов, и может быть использовано для изготовления дисков турбин газотурбинных двигателей и других узлов и деталей ротора, работающих при температурах до 900°C. Сплав на основе никеля содержит, мас.%: кобальт 12,5-16,0; хром 7,0-8,5; вольфрам 4,0-8,2; молибден 0,2-2,0; тантал 2,1-4,5; алюминий 3,6-4,4; титан 2,2-3,8; ниобий 2,3-4,8; углерод 0,05-0,10; бор 0,007-0,02; магний 0,003-0,03; лантан 0,003-0,06; церий 0,001-0,02; неодим 0,003-0,03; скандий 0,003-0,05. Сплав характеризуется повышенной жаропрочностью в интервале температур 750-900°C при сохранении характеристик малоцикловой усталости, а также высокой рабочей температурой до 900°C. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к защитным покрытиям конструкционных деталей. Сплав на основе никеля для защитного покрытия конструкционной детали, в частности детали газовой турбины, предназначенного для защиты от коррозии и/или окисления детали при высоких температурах, содержит следующие элементы, вес.%: от 22 до менее 24 кобальта, 15-16 хрома, 10,5-12 алюминия, 0,2-0,6, по меньшей мере одного элемента из группы, включающей скандий (Sc) и/или редкоземельные элементы, кроме иттрия, при необходимости, от 0,3 до 1,5 тантала (Та), никель (Ni) - остальное. Защитное покрытие имеет высокую устойчивость к высокотемпературной коррозии и окислению и приспособлено к механическим нагрузкам. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным жаропрочным коррозионно-стойким сплавам на основе никеля, и может быть использовано для изготовления литьем сопловых лопаток газотурбинных установок, работающих в агрессивных средах при температурах 700-900°С. Жаропрочный сплав на основе никеля для литья сопловых лопаток с равноосной структурой газотурбинных установок содержит, мас.%: углерод 0,07-0,10; хром 21,0-21,7; кобальт 10,3-10,8; вольфрам 3,6-4,0; титан 3,6-3,9; алюминий 2,5-2,8; ниобий 0,15-0,3; бор 0,010-0,020; цирконий ≤ 0,03; иттрий ≤ 0,03; молибден 0,7-1,0; марганец ≤ 0,03 кремний ≤ 0,3; лантан ≤ 0,02; железо ≤ 0,5; медь ≤ 0,05; сера ≤ 0,005; фосфор ≤ 0,008; азот ≤ 15 ppm; кислород ≤ 20 ppm и никель - остальное. Суммарное содержание алюминия и титана составляет 6,1-6,7 мас.%, а отношение содержания титана к содержанию алюминия 1,3-1,4. Сплав характеризуется повышенной длительной прочностью при рабочих температурах 700-900°С в сочетании с высоким сопротивлением окислению и коррозионным воздействиям, а также повышенной структурной стабильностью на ресурс и улучшенными технологическими характеристиками. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным сплавам, используемым при изготовлении труб, листов, поковок и др. металлопроката для теплообменного оборудования, работающего в коррозионных средах, а также для сосудов и аппаратов, работающих при высоком давлении в диапазоне температур от минус 196°С до плюс 450°С. Сплав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод ≤0,05, хром 19,7-24,0, никель 38,2-45,7, кремний ≤0,50, марганец ≤0,95, титан 0,65-1,25, алюминий ≤0,22, иттрий >0-0,001, кислород >0,0005-0,018, водород >0,0005-0,0017, азот >0,0005-0,050, сера ≤0,020, фосфор ≤0,015, свинец ≤0,009, олово ≤0,009, мышьяк ≤0,009, цинк ≤0,009, сурьма ≤0,009, молибден 2,52-3,55, медь 1,45-2,95, железо остальное. При этом выполняются следующие условия, мас.%: (СrЭ/NiЭ)≥0,61, СrЭ=%Сr+2×%Аl+3×%Ti+%Мо+1,6×%Si, NiЭ=%Ni+32×%С+0,6×%Mn+22×%N+%Cu, где СrЭ - эквивалент хрома, NiЭ - эквивалент никеля. Обеспечивается повышение структурной стабильности сплава в процессе старения, а также снижение склонности сплава к образованию горячих трещин при сварке. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к низкоуглеродистым хромоникелевым сплавам аустенитного класса, и может быть использовано для изготовления коллекторов и реакционных труб нефтегазоперерабатывающих установок с рабочими режимами при температуре 700÷980°С и давлении до 50 атм. Жаропрочный сплав содержит, мас.%: углерод 0,06÷0,14; хром 20,5÷23,5; кремний ≤1,05; марганец ≤1,05; ванадий 0,0005÷0,05; вольфрам 0,0005÷0,05; титан ≤0,55; алюминий 0,75÷1,45; бор ≤0,006; иттрий >0÷0,001; кислород >0,0005÷0,028; водород >0,0005÷0,0025; азот >0,0005÷0,095; сера ≤0,015; фосфор ≤0,025; свинец ≤0,009; олово ≤0,009; мышьяк ≤0,009; цинк ≤0,009; сурьма ≤0,009; молибден 8,2÷10,05; кобальт 10,5÷15,5; медь ≤0,45; железо ≤3,0; никель - остальное при выполнении следующих условий, мас.%: (CrЭ/NiЭ)≥0,51, где CrЭ - эквивалент хрома; NiЭ - эквивалент никеля; CrЭ=Cr+2×Al+3×Ti+V+Mo+1,6×Si+W; NiЭ=Ni+32×C+0,6×Mn+Co+22×N+Cu. Для суммарного содержания серы и фосфора выполняется условие (S+Р)≤0,025 мас.%. Обеспечивается увеличение структурной стабильности сплава в процессе старения, а также снижение склонности сплава к образованию горячих трещин при сварке. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к низкоуглеродистым хромоникелевым сплавам, и может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей промышленности в процессах, содержащих хлориды, при работе в горячих неочищенных минеральных и органических кислотах, растворах, а также в морской воде, а также для сосудов и аппаратов, работающих при высоком давлении в диапазоне температур от минус 196°С до плюс 450°С. Изделия из этого сплава могут быть использованы как при комнатной, так и при повышенных температурах до плюс 650°С при давлении до 50 атм. Жаропрочный сплав содержит, мас. %: углерод ≤0,0095; хром 14,4÷16,6; кремний ≤0,08; марганец ≤1,0; ванадий ≤0,34; вольфрам 3,1÷4,4; кобальт ≤2,4; железо 4,1÷6,9; иттрий >0÷0,001; кислород >0,0005÷0,018; водород >0,0005÷0,0017; азот >0,0005÷0,050; сера ≤0,010; фосфор ≤0,020; свинец ≤0,009; олово ≤0,009; мышьяк ≤0,009; цинк ≤0,009; сурьма ≤0,009; молибден 15,2÷17,1, никель - остальное при выполнении следующих условий, мас. %: (CrЭ/NiЭ)≥0,57, где: CrЭ - эквивалент хрома; NiЭ - эквивалент никеля; CrЭ=Cr+V+Mo+1,6×Si+W; NiЭ=Ni+32С+0,6×Mn+22×N. Для суммарного содержания серы и фосфора выполняется условие (S+Р)≤0,020. Обеспечивается увеличение структурной стабильности сплава в процессе старения, а также снижение склонности сплава к образованию горячих трещин при сварке. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к жаропрочным сплавам, и может быть использовано для изготовления реакционных труб установок производства водорода, метанола, аммиака и др. нефтегазоперерабатывающих установок, с рабочими режимами при температуре от плюс 900°C до плюс 1160°C и давлением до 20 атмосфер. Жаропрочный сплав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,41÷0,47; хром 26,5÷29,5; никель 47,5÷50,5; вольфрам 4,50÷5,50; кремний 0,9995÷1,49; марганец 0,5005÷1,51; ванадий 0,0005÷0,20; титан 0,0005÷0,10; алюминий 0,0005÷0,10; иттрий >0÷0,001; кислород >0,0005÷0,028; водород >0,0005÷0,0025; азот >0,0005÷0,095; сера ≤0,03; фосфор ≤0,03; свинец ≤0,009; олово ≤0,009; мышьяк ≤0,009; цинк ≤0,009; сурьма ≤0,009; молибден ≤0,5; медь ≤0,2; железо - остальное. Для содержаний серы и фосфора выполняется условие (S+P)≤0,025, а для соотношения эквивалентов хрома и никеля выполняется следующее условие, мас.%: (CrЭ/NiЭ)≥0,561, где CrЭ - эквивалент хрома; NiЭ - эквивалент никеля; CrЭ=Cr+2×Al+3×Ti+V+Mo+1,6×Si+W; NiЭ=Ni+32С+0,6×Mn+22×N+Cu. Обеспечивается увеличение структурной стабильности сплава в процессе старения, а также снижение склонности сплава к образованию горячих трещин при сварке. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным сплавам, и может быть использовано при изготовлении труб, листа, поковок и др. металлопроката для теплообменного и др. оборудования, работающего в коррозионных средах, а также для сосудов и аппаратов, работающих высоком давлении в диапазоне температур от минус 196°С до плюс 450°С. Жаропрочный сплав содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: углерод ≤0,10; хром 20,5÷23,5; кремний ≤0,60; марганец ≤0,60; ниобий 3,05÷4,20; кобальт ≤1,1; титан ≤0,45; алюминий ≤0,45; иттрий >0÷0,001; кислород >0,0005÷0,018; водород >0,0005÷0,0017; азот >0,0005÷0,050; сера ≤0,013; фосфор ≤0,013; свинец ≤0,009; олово ≤0,009; мышьяк ≤0,009; цинк ≤0,009; сурьма ≤0,009; молибден 7,9÷10,1; железо ≤5,1; никель - остальное. Для содержаний серы и фосфора выполняется условие (S+Р)≤0,020, а для соотношения эквивалентов хрома и никеля выполняется следующее условие, мас. %: (Сrэ/Niэ)≥0,537, где: Сrэ - эквивалент хрома; Niэ - эквивалент никеля; Сrэ=%Cr+2×%Al+3×%Ti+%Мо+l,6×%Si+0,6%Nb; Niэ=%Ni+32%C+0,6×%Mn+%Co+22×%N. Обеспечивается увеличение структурной стабильности сплава в процессе старения, а также снижение склонности сплава к образованию горячих трещин при сварке. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным коррозионно-стойким жаропрочным сплавам на основе никеля с хромом и кобальтом, и может быть использовано для изготовления литьем деталей горячего тракта газотурбинных установок, работающих в агрессивных средах при температурах 700-1000°С. Жаропрочный сплав на основе никеля для литья деталей горячего тракта газотурбинных установок, имеющих равноосную структуру, содержит, мас.%: углерод 0,07-0,12; хром 18,3-19,5; кобальт 3,7-4,5; вольфрам 4,6-5,2; алюминий 3,2-3,5; титан 3,9-4,2; тантал 0,9-1,2; ниобий 0,1-0,25; бор 0,008-0,012; церий 0,01-0,012; иттрий 0,01-0,012; молибден 0,15-0,3; гафний 0,05-0,15; марганец 0,01-0,012; никель остальное. Суммарное содержание гафния и ниобия составляет 0,2-0,3 мас.%, суммарное содержание алюминия и титана - 7,2-7,7 мас.% при отношении содержания титана к содержанию алюминия 1,2-1,32. Технический результат - повышение коррозионной стойкости и структурной стабильности на ресурс лопаток и деталей горячего тракта с равноосной структурой при повышенных минимально гарантированных и средних значениях прочности и пластичности при рабочих температурах 880-950°С. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-12-10 2015-12-09T19:57:18
Наверх