Патент на изобретение №2160789
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ
(57) Реферат: Жаропрочный сплав на основе никеля содержит, мас.%: хром 8,0 – 11,0, молибден 3,0 – 5,5, вольфрам 4,5 – 5,9, алюминий 4,5 – 6,0, титан 1,5 – 3,0, ниобий 2,0 – 3,5, кобальт 14,0 – 18,0, гафний 0,2 – 1,5, бор 0,01 – 0,035, углерод 0,02 – 0,08, магний 0,005 – 0,1, церий 0,01 – 0,06, цирконий 0,01 – 0,1, никель – остальное. Технический результат заключается в повышении жаропрочности и длительной пластичности сплава при рабочих температурах 750 – 850oC. 2 табл. Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам жаропрочных сплавов на никелевой основе, получаемых прямым контактированием в изостатических условиях методами порошковой металлургии, предназначенных для тяжелонагруженных деталей, работающих при температурах 650-850oC. Широко известны в металлургии сплавы, содержащие в качестве основы никель, а также хром, молибден, титан, алюминий, вольфрам, кобальт, служащие для изготовления многих деталей газовых турбин реактивной авиации и ракетных двигателей. Наиболее близким по химическому составу является сплав на основе никеля, используемый для изготовления деталей турбоколес форсированных двигателей, который содержит ингредиенты в следующих количествах, мас.%: хром – 12,5 -14,0 кобальт – 0,1 – 6,0 молибден – 2,2 – 3,2 вольфрам – 2,8 – 3,9 алюминий – 3,8 – 4,45 титан – 4,2 – 5,1 ниобий – 0,5 -1,0 углерод – 0,06 – 0,16 церий – 0,01 – 0,05 цирконий – 0,015 – 0,05 бор – 0,01 – 0,05 никель – остальное (SU, авт.свид. 1719450, C 22 C 19/05, 1992). Недостатком известного сплава является недостаточный уровень жаропрочности и длительной пластичности при рабочих температурах 750-850oC, который становится еще ниже при производстве сплавов методом порошковой металлургии, так как в этом случае сплавы имеют более мелкое зерно. Задачей данного изобретения является повышение жаропрочности и длительной пластичности при рабочих температурах. Данная задача решена за счет того, что в известный сплав, содержащий хром, кобальт, молибден, вольфрам, алюминий, титан, ниобий, углерод, бор, церий, цирконий и никель, дополнительно вводят гафний и магний, при следующем соотношении компонентов, мас.%: хром – 8,0 – 11,0 молибден – 3,0 – 5,5 вольфрам – 4,5 – 5,9 алюминий – 4,5 – 6,0 титан – 1,5 – 3,0 ниобий – 2,0 – 3,5 кобальт – 14,0 – 18,0 гафний – 0,2 -1,5 бор – 0,01 – 0,035 углерод – 0,02 – 0,08 магний – 0,005 – 0,1 церий – 0,01 – 0,06 цирконий – 0,01 – 0,1 никель – остальное Введение в сплав гафния используется для повышения длительной прочности при сохранении ударной вязкости, пластичности при рабочих температурах, также повышается коррозионная стойкость. Введение магния в сочетании с церием и цирконием позволяет повысить жаропрочность при высоких температурах, до 850oC. Наличие в сплаве ниобия в приведенном количестве в сочетании с повышенным по сравнению с известным содержанием алюминия способствует увеличению жаростойкости и сопротивляемости сплава коррозии. Для стабилизации характеристик длительной прочности, увеличения растворимости алюминия и титана значительно увеличено содержание кобальта. Повышенное содержание вольфрама обеспечивает возрастание жаропрочности при эксплуатационных температурах. Сплав обладает более высокой жаропрочностью и длительной пластичностью при рабочих температурах 750-850oC за счет упрочнения границ зерен при введении магния, церия и циркония, сохраняя при этом высокий уровень жаростойкости при 650oC и проявляя нечувствительность к концентраторам напряжений. Были опробованы три сплава в пределах заявленного состава, получаемые способом порошковой металлургии, которые приведены в таблице 1. Сопоставление жаропрочности в гладких образцах /  гл100/ и образцах с надрезом  , /r=0,15 мм/ и длительной пластичности /%/ предложенного и известного сплавов приведено в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что жаропрочность у предлагаемого сплава при 850oC на гладких образцах выше на 4 кгс/мм2, а на надрезанных – на 3 кгс/мм2. При 650oC на гладких образцах выше на 6 кгс/мм2 и с надрезом – на 4 кгс/мм2.
Формула изобретения
Хром – 8,0 – 11,0 Молибден – 3,0 – 5,5 Вольфрам – 4,5 – 5,9 Алюминий – 4,5 – 6,0 Титан – 1,5 – 3,0 Ниобий – 2,0 – 3,5 Кобальт – 14,0 – 18,0 Гафний – 0,2 – 1,5 Бор – 0,01 – 0,035 Углерод – 0,02 – 0,08 Магний – 0,005 – 0,1 Церий – 0,01 – 0,06 Цирконий – 0,01 – 0,1 Никель – Остальноее РИСУНКИ
PD4A – Изменение наименования обладателя патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
(73) Новое наименование патентообладателя:
Адрес для переписки:
Извещение опубликовано: 10.11.2010 БИ: 31/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
