Сплав на основе никеля
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (i ц 67I74l
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 04.07.75 (21) 2150659/22-02 (23) Приоритет — (32) (51) М. Кл.
С 22С 19(05 (33) (31)—
Государственный комитет (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 (53) УДК 669.24 26 28 784 781 -018.472 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.06.79 (72) Авторы изобретения
Иностранцы
Джеймс Френч Болдвин и Дуглас Х. Максвелл (США) Иностранец
Джеймс Френч Болдвин (США) (71) Заявитель (54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ
Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе никеля, предназначенным для изготовления электродов для твердого наваривания как в виде литой проволоки, так и в виде порошка, составных частей для стекольной промышленности, высокотемпературных секций газотурбинных двигателей, например массивных роторов, турбинных облицовок, картеров, прокладок и т. д.
Известен сплав, предназначенный для сварочных электродов, на основе никеля следующего химического состава, вес. о о:
Хром 10 — 25
Молибден 0 — 8
Углерод до 0,1
Бор до 0,005
Никель Остальное (1).
Данный сплав является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату.
Недостатком известного сплава является то, что он предназначен для работы при относительно низкой температуре, имеет небольшой коэффициент теплового расширения. Сварочные электроды используются для образования сварочного слоя, расчитанного выдерживать температуру всего около 538 С.
Целью изобретения является повышение прочности, коррозионной стойкости при по5 вышенных температурах снижение коэффициента теплового расширения.
Данная цель достигается тем, что сплав на основе никеля, содержащий хром, молибден, углерод и бор имеет следующий
10 химический состав, вес, о с:
Хром 28 — 42
Молибден 12 — 20
Углерод 0,15 — 1,2
Бор 0,04 — 0,7
15 Никель Остальное
В качестве примесей сплав может содержать до 1 вес. о о титана, марганца и силиция, медь до 0,5 вес. о о, серу и фосфор до
2,0 вес. о с.
20 В табл. 1 приведены химические составы предлагаемого сплава.
В предлагаемом сплаве количество хрома, свободного для образования хрупкой иглообразной фазы, понижается путем ле25 гирования сплава углеродом и бором. Хром образует устойчивые карбиды, а так же устойчивые бориды. Молибден тоже образует устойчивые бориды.
671741
Таблица 1
Содержание элементов, вее. y,:
Пример, №
М>
Nf
Остальное
То же
Таблица 2
Средний коэффициент линейного теплового расширения от 27 до указанной температуры, C
Пример, №
427
649
871
204
11,92
12,31
12,17, 12,17
12,31
12,64
12,71, 12,78
12;96
12,19
12,65
13,01
12,91
12,91
13,25
13,66
13,54
13,61
10,49
11,90
11,90
10,75
11,00
11,75
11,36
11,59
11,90
10,01
11,11
11,11
10,97
10,97
11,11
10,28
1.1.,36
11,11
3
5
9
11
Высокотемпературная коррозия и сопротивление воздействию серных составов были исследованы на цилийдрических образцах длиной 25,4 мм и диаметром 12,7 мм
5 в расплавленной соляной смеси состава
90% NagSO4 — 10% NaC1 при 870 С;
Результаты исследований свойств теплового расширения приведены в табл. 2, Результаты испытаний прочности на раз10 рыв предлагаемого сплава приведены в та,бл. 3.
После 300 ч испытания в коррозионной среде сплавы 4 и 6 имеют потерю веса
50,4 и 48,1 мг/см соответственно.
15 Предлагаемый сплав легко отливается в песчаные формы, в кокили и т. д., плавка и разливка могут производиться на воздухе или под вакуумом, Предлагаемый сплав может использо-.
20 ваться как в литом, так и в кованом состояниях, последнее изготовляется по тех-. нологии порошковой металлургии, Микроструктурные исследования подтверждают, что при застывании сплава образуются жаропрочные карбиды и бористые составы.
Предлагаемый сплав имеет максимальную прочность на разрыв 29,5 кг/мм2 после
100 ч при,81,5 С.
Для исследования были выплавлены и отлиты на воздухе слитки весом от 13,6 до
22,7 кг. Влияние термической обработки определялось на образцах после старения в течение 24 ч при 870 С. Сплавы, проявляющие признаки старения, были подвергнуты старению при 870 С, или прокаливанию при 1180 С для устранения внутренних напряжений.
Испытания прочности на разрыв проводилось при температурах от 760 С до
1090 С под нагрузками. Измерения свойств теплового расширения были проведены на цилиндрических образцах длиной 50,8 мм и диаметром 5,1 мм.
2
4
6
8
1i
35.
35, 30
18
18
18
14
14
14
18
18
18
18
18
0,2
0,2
0,5
0,5
0,05
0,5
0,05
0,2
0,05
0,2
0,5
0,2
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
0,5
1,0
0,5
0,5
0,5
0,2
0,2
671741
Температура, С
Время, Удлинение, Сужение, % час
14,06
14,06
3,51
3,51
20,1
19,1
7,9
6,0
24,6
19,8
10,3
8,5
10,1
81,0
15,2
12,3
871
871
1093
1093
18,63
14,06
14,06
3,51
3,51
17,5
28,3
35,0
24,6
16,9
32,5
47,0
41,5
871
871
1093
1093
48,8
53,3
7,6
10,2
17,93
871
871
1093
1093
14,06
14,06
3,51
3,51
19,0
13,9
27,5
20,6
27,1
17,3
29,4
17,8
69,7
57,6
18,2
10,4
18,28
3,0
3,1
2,4
2,0
29,53
4,5
4,3
3,0
3,5
14, 06
14,06
3,91
3,91
3,8
3,9
1,8
2,3
871
871
1093
1093
60,9
64,9
3,7
3,6
17,93
6,4
7,2
3,8
6,8
14,06
14,06
3,51
3,51
5,5
6,5
2,6
5,0
871
871
1093
1093
48,6
60,1
9,6
11,8
17,98
22,6
17,1
18,1
14,3
14,06
14,06
3,51
3,51
871
871
1093
1093
13,5
10,9
17,8
11,8
30,9
42,0
5,2
5,0
16,87
27,6
20,9
52,5
46,8
871
871
1093
1093
14,06
14,06
3,51
3,51
42,7
43,8
4,5
9,1
20,1
19,1
23,6
20,7
16,87
Пример, №
871
871
982
982
1093
1093
1093
1093
Нагрузка, кг/mP
39,19
39,19
24,61
24,61
10,54
10,54
3,51
3,51
3,51
3,51
132,4
228,4
65,6
35,8
12,2
153,2
58,2
14,7
95,1
24,0
2,0
1,2
1,3
5,5
1,7
7,6
3,9
2,8
3,2
4,0
1,5
1,8
18,0
2,2
9,0
Таблица 3
Нагрузка при разрыве за 100 ч при 815 С
671741
Продолжение
Нагру-зка при разрыве за 100 ч при 815 C
Время, Удлинение, Сужение, Нагрузка, кг/мм
Температура, С
Пример, №
00 час
14,06
14,06
3,51
3,51
871
871
1093
1093
19,82
871
871
1093
1093
16, 17
Хром 28 — 42
Молибден 12 — 20
Углерод 0,15 — 1,2
Бор 0,04 — 0,7
5 Никель Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Англии Ма 981949, кл. С 7А, 1962.
Формула изобретения
Составитель Г. Дудик
Техред А. Камышникова
Корректор Е. Угроватова
Редактор Е. Дайч
Подписное
Заказ 1314/19 Изд. № 421 Тираж 726
ЦНИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
14,06
14,06
3,51
3,51
Сплав на основе никеля, содержащий хром, молибден, углерод и бор, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения прочности, коррозионной стойкости при повышенных температурах и снижения коэффициента теплового расширения, он имеет следующий химический состав, вес. %.
21,2
18,6
3,5
4,0
24,8
35,4
9,0
11,7
24,2
20,1
18,6
21,2
17,8
11,6
6,6
4,6
30,9
35,0
29,9
20,0
28,7
14,9
11,3
11,2
