Патент на изобретение №2169783
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЖАРОПРОЧНЫЙ СВАРИВАЕМЫЙ СПЛАВ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ
(57) Реферат: Изобретение относится к металлургии, в частности к жаропрочным сплавам на никелевой основе, предназначенным для изготовления сварных конструкций, работоспособных в интервале температур от -253 – 800oC в литом и деформированном состоянии. Жаропрочный свариваемый сплав на никелевой основе содержит следующие компоненты, мас.%: углерод 0,03 – 0,08, хром 16,0 – 20,0, молибден 4,0 – 5,0, вольфрам 3,5 – 5,0, титан 2,0 – 2,8, алюминий 0,7 – 1,5, железо 0,5 – 4,0, ниобий 0,1 – 2,5, бор 0,001 – 0,01, церий 0,001 – 0,02, кальций 0,001 – 0,01, марганец 0,05 – 0,5, кремний 0,05 – 0,6, ванадий 0,1 – 0,8, азот 0,01 – 0,08, никель – остальное. Техническим результатом изобретения является повышение стойкости против растрескивания сварных соединений. 2 табл. Изобретение относится к области металлургии, в частности к жаропрочным сплавам на никелевой основе, предназначенным для изготовления сварных конструкций, работоспособных в интервале температур -253-800oC в литом и деформированном состоянии. Известен жаропрочный свариваемый сплав на никелевой основе, имеющий следующий химический состав, мас.%: углерод – не более 0,1 хром – 17-20 молибден – 8-12 вольфрам – не более 6,0 титан – 2,0-3,0 алюминий – 1,0-2,0 железо – не более 6,0 марганец – не более 0,5 кремний – не более 0,6 бор – не более 0,01 церий – не более 0,02 никель – остальное (см. авт. свид. СССР N 173418, кл. С 22 С 19/05). Сплав применяется в сварных конструкциях, работающих длительное время при температурах 700-800oC. Однако сварные соединения конструкций, изготовленных из этого сплава, имеют склонность к тепловому растрескиванию при технологических или эксплуатационных нагревах в интервале температур старения. Трещины образуются в околошовных зонах (зонах с максимальным уровнем остаточных сварочных напряжений) под действием пиковых фазовых и растягивающих остаточных напряжений. Сварные конструкции, изготовленные из известного сплава, не могут работать длительное время в интервале температур -253-800oC. Задача изобретения – создание жаропрочного сплава на никелевой основе для сварных конструкций энергетических установок, обладающего повышенной стойкостью против растрескивания сварных соединений в интервале температур -253-800oC. Задача решена за счет того, что жаропрочный свариваемый сплав, содержащий углерод, хром, молибден, вольфрам, титан, алюминий, железо, бор, церий, марганец, кремний и никель, дополнительно содержит ниобий, ванадий, кальций и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод – 0,03-0,08 хром – 16,0-20,0 молибден – 4,0-5,0 вольфрам – 3,5-5,0 титан – 2,0-2,8 алюминий – 0,7-1,5 железо – 0,5-4,0 ниобий – 0,1-2,5 бор – 0,001-0,01 церий – 0,001-0,02 кальций – 0,001-0,01 марганец – 0,05-0,5 кремний – 0,05-0,6 ванадий – 0,1-0,8 азот – 0,01-0,08 никель – остальное Легирование сплава ниобием, ванадием, кальцием и азотом в сочетании с дозированным легированием другими компонентами позволило изменить состав, морфологию и последовательность выделения карбонитридных и интерметаллидных фаз в околошовных зонах сварных соединений, что привело к релаксации пиковых фазовых напряжений и, как следствие этого, предотвращению образования трещин. Технический результат – увеличение ресурса энергетических установок длительного и многоразового использования за счет повышения стойкости сварных соединений против теплового растрескивания. Химические составы исследованных плавок предложенного сплава приведены в таблице 1. Механические свойства этих сплавов при различных температурах и стойкость сварных соединений против теплового растрескивания приведены в таблице 2. Испытания сплавов проводились как в литом, так и в деформированном состояниях. Как следует из представленных данных, предложенный сплав имеет повышенную стойкость сварных соединений против теплового растрескивания при сохранении высокого уровня жаропрочности и хладостойкости основного металла. Это обстоятельство позволяет обеспечить высокую работоспособность и длительный ресурс сварных агрегатов энергетических установок в интервале температур -253-800oC. Формула изобретения
Углерод – 0,03 – 0,08 Хром – 16,0 – 20,0 Молибден – 4,0 – 5,0 Вольфрам – 3,5 – 5,0 Титан – 2,0 – 2,8 Алюминий – 0,7 – 1,5 Железо – 0,5 – 4,0 Ниобий – 0,1 – 2,5 Бор – 0,001 – 0,01 Церий – 0,001 – 0,02 Кальций – 0,001 – 0,01 Марганец – 0,05 – 0,5 Кремний – 0,05 – 0,6 Ванадий – 0,1 – 0,8 Азот – 0,01 – 0,08 Никель – Остальное РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
