Сплав на основе никеля
Изобретение относится к металлургии, в частности к никелевым сплавам, работающим в условиях ударных нагрузок при повышенных температурах. Цель - повышение упругопластических свойств и эксплуатационной стойкости при 650-850°С. Сплав содержит, мас.%: хром 14-18; кобальт 8,2-10,5; молибден 3,5-5,2; вольфрам .3,1 -4,5 ; алюминий 0,3-1,9; титан 2,1-3,5; тантал 0,7-1,5; ниобий 0,5-2,7; цирконий 0,9- 2,3; бор 0,002-0,009; ванадий 0,6- 3,6; медь 0,06-0,3; иттрий 0,003-0,05; железо 0,05-0,32; углерод 0,002-0,1; никель остальное. Сплав обладает следующим уровнем свойств: предел прочности при растяжении при 650°С 1 580-1 660 Ша; при 850°С 1565-1652 МПа; ударная вяэкость при 650°С 57-65 Дж/смг; при 850е С 53-62 Дж/см2-; хрупкая прочность 1475-1580 МПа, потеря упругости при нагреве до 850°С 0,9-1,2%, эксплуатационная стойкость в условиях ударно-абразивного износа 1 630- 1725 ч; стойкость над напряжением при 755°С 412-487 ч. 2 табл. (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1638194 А 1 (Д1) С 22 С 19/05
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
6И . Щ
: У:!1Ц: 1 ! . - 1
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Иттрий вводится как химически активная и модифицирующая добавка, способствующая измельчению структуры и ф ,повышению упругопластических свойств.
Модйфицирующий эффект и упругоплас- -. тические свойства сплава при содержании иттрия до 0,003 мас.X недостаточ-.
1 ны, а увеличение его концентрации более 0,05 мас.Ж увеличивает угар, повышается концентрация неметаллических включений по границам зерен, что снижает упругопластические и эксплуатационные свойства при повышенных температурах.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
r1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4681601/02
-(22) 18.04.89 (46) 30.03.91. Бюл. Ф 12 ,(71) Гомельский политехнический институт (72) М.И, Карпенко (53) 669.245 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 722325, кл. С 22 С 19/05, 1976.
Патент СПА Ф 4685977, кл. С 22 F 1/10, 1987. (54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к никелевым сплавам, работающим в условиях ударных нагрузок при повышенных температурах.
Цель — повышение упругопластических свойств и эксплуатационной стойкости при 650-850 С. Сплав содержит, мас.Х:
Изобретение относится к металлургии, в частности к никелевым сплавам, работающим в условиях ударных нагрузок при повышенных температурах.
Целью изобретения является повышение упругопластических свойств и эксплуатационной стойкости при 650-850 С.
Дополнительное введение 0,6-3,67 (по массе) ванадия упрочняет сплав и повышает стабильность структуры и термической стойкости, что обеспечивает повышение эксплуатационной стойкости при 650-850 С. При содержании ванадия до 0,6 мас.7 стабильность структуры, механических и эксплуатационных свойств при 650-850 С недостаточна, а при увеличении концентрации /
его более 3,6 мас. Ж снижаются стабиль
2 хром 14-18; кобальт 8,2-10,5; молиб- ден 3,5-5,2; вольфрам .3,1-4,5; алюминий 0 3 1,9; титан 2,1-3,5; тантал
0,7-1,5; ниобий 0,5-2,7; цирконий 0,92,3; бор 0,002-0,009; ванадий 0,63,6; медь 0,06-0,3; иттрий 0,003-0,05; железо 0,05-0,32; углерод 0,002-0,1; никель остальное. Сплав обладает сле, дующим уровнем свойств: предел прочности при растяжении при 650 С 1580-1660 Mla; при 850 С 1565-1652 MIa; ударная вязкость npz 650 С 57-65 Дж/сх ;
850 С 53-62 Дж/см ; хрупкая прочность 1475-1580 МПа, потеря упругости при нагреве до 850 С 0,9-1,27, эксплуатационная стойкость в условиях ударно-абразивного износа 16301725 ч; стойкость над напряжением при 755 С 412-487 ч. 2 табл. ность структуры, трещиностойкость и технологические свойства, а также надежность при 650-850 С.
1638194
Медь оказывает раскисляющее и мик:.ролегирующее влияние на никелевый сплав и повышает стабильность структуры, упругопластических и служебных свойств. I1pa содержании меди до
0,06 мас.% микролегирующий эффект, упругопластические и эксплуатационные свойства недостаточны, а при увеличении концентрации меди более
0,3 мас.X увеличивается ее ликвация и снижается однородность структуры и эксплуатационных свойств при 650850 С.
Железо в количестве 0,05-0,32 мас.%15 и углерод 0,002-0,1 мас.% упрощают технологию производства сплава, по" вышают термостойкость, технологичес-. кие и эксплуатационные свойства, но при концентрациях их,превышающих верх- 0 ние пределы, снижается стабильность структуры, технологических и упругопластических свойств. Получение сплава с более низкими их концентрациями связано с усложнением выбора шихтовых 25 с материалов, технологии плавки и ухуд шением технологических и упругопластических свойств.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Плавки никелевых сплавов проводят в высокочастотной индукционной печи емкостью 150 кг, футерованной смесью из 82Х магнезита, SX жидкого стекла и воды. Для выплавки используют катодный никель НI и гранулы никеля, хром и его сплавы (ТУ 14-5-137-87); лигатуру НбХВМА (ТУ 48-0514-36-86), сплав
ХНВЗ (ТУ 14-141-72-86), металлический иттрий ИтМ-I (ТУ 48-4-204-72), цирконий (ТУ 95-37-71), ванадий (ОСТ 4820-72} и другие тугоплавкие металлы.
При температуре 1600-1630 С расплав очищают от кислорода и серы известным способом присадкой активных раскисли" телей и десульфураторов. Медь, буру и иттрий вводят при выпуске расплава в ковш
Разливку сйлава осуществляют при
1600+10 С в сухие литейные формы.
Состав сплавов приведен в табл.). е
Испытание на ударный изгиб при повышенных температурах проводят в со" ответствии с ГОСТ 9454-78. Предел прочности нри растяжении определен по ГОСТ. 1497-84 при 20 С, хрупкая прочность — после 100 теплосмен при
850 С. Свойства сплавов приведены в табл.2.
Как видно из табл. 2, предложенный сплав обладает более высоким уровнем упругопластических и эксплуатационных свойств в условиях ударно"абразивного износа по сравнению с известным сплавом.
Формула изобретения
Сплав на основе никеля, содержащий хром, кобальт, молибден, вольфрам, алюминий, титан, тантал, ниобий,цирконий, бор, углерод, о т л и ч а юшийся тем,.что, с цепью повышения упругопластических свойств и эксО плуатационной стойкости при 650-850 С, он дополнительно содержит ванадий, медь, железо и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.X:
Хром I 4,0-18,0
Кобальт 8,2-10,5
Молибден 3,5-5, 2
Вольфрам 3,1-4,5
Алюминий 0,3-1,9
Титан 2,1 3,5
Тантал . 0,7-1,5
Ниобий 0,5-2,7
Цирконий 0,9-2,3
Бор 0,002-0,009
Ванадий 0,6-3,6
Медь . 0,06-0,3
Иттрий 0,003-0,05
Железо 0 05-0,32
Углерод 0,002-0, I
Никель Остальное
1638194 ч х
1 о
1Ч о 8 о о л и
° в о о ю сп о о о о о о ф1
Фв! о л е в о о
1т о 1114 1 в
I o
° в о ю со а в в
CO
С
1 !в
I ! !
cv
О О в
С4 р! !!! л (Ъ <у!
Мв мс в ! Ъ с в
Ю р в
Ю о
o o в
Э ОР
° 3
О в
О
° 4 с!! Е
1
1 !
I ! к и I
О CI
Cl I Cl
Ф I и к
cI1 cI
I и
О! в!
В 1 Ф
Х 1 Р х ч э ч 1
1
13
l ——
1 Ф
1! Ъ
3 О!Ч О
O O
Ф,д в в о !ч
О л в в о .!ч
Icc Сч о
* ° о о
1638194
Та 6 Лица 2 нввестного н предлояенного
Неханнчевнне н Фнснлуатбниеним свойства сплаяуь
Предел прочности йб растяяанне, нпа, ° . прн
Стойкость
Ударная вяз ность> Пн/с
Предел теку чести, Юб рупкая роч" ность под напрянениен прн
7554С, ч
650 С 850
650ес 850 С
31 1180 1125 2;3 1410 520
345
1475 1415 1,2
1580 1506 . 0,9
1557 1495 ljl
53
62
1630 935 412
1725 1012
1687 987
487
4 72
Составитель А, Зенцов
Техред,М.Дидик Корректор Т. Колб
Редактор А.Маковская
Заказ 903 Тираж 380 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101
Г ненастный 1430 1418 37
2 Предпоненньй1 ° 1580 1565 $7
3 1660 1652 65
4 1632 1825 62
Потеря упругости при нагреве до
850 С,g
Эксплуатационная стойкость в условиях ударно-абравйвного наноса, ч
650 C 850 С