BRPI0715515A2 - liga em base de nÍquel - Google Patents
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Abstract
LIGA EM BASE DE NÍQUEL. A presente invenção refere-se a uma liga em base de níquel consistindo em (em % em massa) AI 1,2 - < 2,0% Si 1,2 - < 1,8% C 0,001 - 0,1% 50,001 - 0,1% Cr 0,03 - 0,1% Mn 0,03 - 0,1% Cu Max. 0,1% Fe 0,02 - 0,2% Mg 0,005 - 0,06% Pb Max. 0,005% Y 0,05 - 0,15% e Hf 0,05 - 0,10% ou Y 0,05 - 0,15% e La 0,05 - 0,10% ou Y 0,05 - 0,15% e Hf 0,05 - 0,10% e La 0,05 - 0,10% de Ni resto e impurezas resultantes da produção.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LIGA EM BASE DE NÍQUEL".
A presente invenção refere-se a uma liga em base de níquel com silício, alumínio e elementos reativos como componentes da liga.
Ligas em base de níquel são empregadas, entre outras áreas, para a produção de eletrodos de elementos de ignição para motores de combustão. Com relação ao desgaste desses eletrodos devem se considerar dois mecanismos de danos, ou seja, a corrosão em alta temperatura e a e- rosão por centelhas.
O desgaste ocasionado pela corrosão de alta temperatura pode ser determinado por medições de perdas de massa, bem como através de ensaios metalográficos após armazenagem a temperaturas de ensaios pre- determinadas.
A erosão por centelhas é uma queima de material o que é oca- sionada por centelhas de ignição. A cada descarga de centelha um volume de material limitado é fundido e parcialmente evaporado dos eletrodos.
Para ambos os mecanismos de danos, é de especial importân- cia o tipo da formação da camada de óxido.
Para conseguir uma configuração de camada de óxido otimiza- da para o caso de emprego concreto, nas ligas em base de níquel são co- nhecidos diferentes elementos de liga. Assim, por exemplo, o alumínio exer- ce efeito positivo sobre a formação da camada de óxido. Também é conhe- cido que os elementos reativos podem aprimorar a aderência da camada de óxido em formação, aumentando então a durabilidade.
Pelo documento GB-A 2031950 passou a ser conhecida uma li- ga de níquel que consiste em (% em massa) aproximadamente 0,2 até 3% de Si, aproximadamente 0,5% ou menos de Mn, no mínimo dois metais, se- lecionados do grupo consistindo eventualmente de 0,2 a 3% de Cr, aproxi- madamente 0,2 até 3% de Al e aproximadamente 0,01 até 1% de Y, resto níquel.
No documento DE-A 102 24 891 é proposta uma liga em base de níquel, a qual, (em % em massa) apresenta 1,8 até 2,2% de Silício, 0,05 até 0,1% de ítrio e/ou háfnio e/ou zircônio, 2 a 2,4% de alumínio, resto ní- quel. Essas ligas são de usinagem apenas em condições difíceis com rela- ção aos elevados teores de alumínio e de silício e ,portanto pouco se adap- tam para emprego técnico em grande escala.
O objetivo da invenção consiste em oferecer uma liga em base
de níquel, pela qual pode ser produzido um aumento da durabilidade de componentes produzidos desta liga, pelo aumento da resistência à erosão de centelha e de oxidação e simultânea boa deformabilidade e soldabilidade.
Este alvo é alcançado por uma liga em base de níquel contendo (em % em massa)
15
20
Al 1,2 - < 2,0% Si 1,2 -< 1,8% C 0,001 -0,1% S 0,001 -0,1% Cr 0,03-0,1% Mn 0,03-0,1% Cu Max. 0,1% Fe 0,02 - 0,2% Mg 0,005 - 0,06% Pb Max. 0,005% Y 0,05 - 0,15% e Hf 0,05 -0,10% ou Y 0,05-0,15% e La 0,05 -0,10% ou Y 0,05 - 0,15% e Hf 0,05 - 0,10% e La 0,05
Ni Resto e impurezas resultantes da produção. Configurações alternativas preferidas do objeto da invenção po-
derão ser depreendidas nas reivindicações dependentes como segue. Liga em base de níquel com (% em massa) Al 1,2 - < 2,0% Si 1,2 - < 1,8% C 0,001 - 0,05%
S 0,001 - 0,05% Cr 0,03-0,1% Mn 0,03-0,1%
Cu Max. 0,1%
Fe 0,02 - 0,2%
Mg 0,005 até 0,06%
Pb Max. 0,005%
Y 0,10-0,15% e Hf 0,05-0,10%
Ni Resto e impurezas resultantes da produção Liga em base de níquel com (% em massa)
Al 1,2 - < 2,0%
Si 1,2-<1,8%
C 0,001 - 0,05%
S 0,001 - 0,05%
Cr 0,03-0,1%
Mn 0,03-0,1%
Cu Max. 0,1%
Fe 0,02 - 0,2%
Mg 0,005 - 0,06%
Pb Max. 0,005%
Y 0,10 - 0,15% e La 0,05 até 0,10%
Ni Resto e impurezas resultantes da produção
Liga em base de níquel com (% em massa)
Al 1,2-<2,0%
Si 1,2-<1,8%
C 0,001 - 0,05%
S 0,001 - 0,05%
Cr 0,03-0,1%
Mn 0,03-0,1%
Cu Max. 0,1%
Fe 0,02 - 0,2%
Mg 0,005 - 0,06%
Pb Max. 0,005%
Y 0,10 - 0,15% e Hf 0,05 até 0,10% e La 0,05 - 0,10%. Com relação aos elementos reativos podem ser imaginadas, as- sim, três variantes, ou seja,
Y + Hf,
Y + La bem como Y+ Hf+La.
A liga em base de níquel de acordo com a invenção pode ser empregada, preferencialmente, como material para eletrodos de velas de ignição para motores à gasolina.
Pela regulação visada por um lado dos elementos Al, Si, Cr, Mn, Mg, e por outro lado dos elementos reativos Y, Hf, La nas suas respectivas combinações, poderá ser produzido um aprimoramento da durabilidade dos materiais de eletrodos pelo aumento da resistência à erosão por centelha- mento e oxidação e com simultânea deformabilidade e soldabilidade.
O elemento Mg, relativamente à camada presa de enxofre, tem especial significado, de maneira que aqui podem ser regulados de forma controlada reduzidos teores de enxofre na liga em base de níquel de acordo com a invenção.
Teores de alumínio preferenciais serão (vistos em % em massa) na faixa de 1,2 - 1,5%. Teores preferenciais de silício, visto (em % de massa), serão
regulados entre 1,2 e 1,8%, especialmente entre 1,2 e 1,5%, ao passo que o teor preferido de Mg (em % em massa) será regulado entre 0,008 e 0,05%.
A tabela 1 apresenta uma comparação de cinco cargas laborato- riais de acordo com a invenção em comparação com cargas técnicas de grande porte integrantes do estado da técnica.
A carga laboratorial 1132 apresenta um exemplo no qual os e- Iementos reativos Y + Hf são indicados na liga de base de níquel de acordo com a invenção.
A carga laboratorial 1140 apresenta um exemplo no qual os e- Iementos reativos Y + La estão previstos na liga de acordo com a invenção.
As cargas laboratoriais 1141 e 1142 revelam os exemplos, nos quais como elementos reativos Y + La + Hf foram regulados na liga em base de níquel de acordo com a invenção.
Elemento LB 1132 LB 1140 LB 1141 LB 1142 NiCr2MnSi NiAHSiIY Ni 96,83 96,91 96,89 96,79 96,24 97,56 Si 1,47 1,36 1,36 1,42 0,49 0,96 Al 1,38 1,43 1,44 1,40 0,02 0,98 Zr Y 0,15 0,12 0,14 0,13 0,17 Hf 0,08 0,078 0,073 La 0,09 0,096 0,096 Ti 0,1 0,01 0,01 C 0,002 0,006 0,004 0,003 0,003 0,03 S 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 Co 0,04 0,05 Cu 0,01 0,01 Cr 0,04 0,03 0,06 0,04 1,57 0,01 Zr 0,01 Mg 0,02 0,03 0,01 0,03 0,02 _ 0,04 Mn 0,06 0,03 0,03 0,06 1,48 0,02 Fe 0,03 0,03 0,03 0,04 0,08 0,13 Pb 0,001 0,001
As figuras 1 e 2 mostram para as ligas de acordo com a tabela 1
ensaios de perda de massa a temperaturas, por um lado de 900°C e, por outro lado, de 1000°C.
As duas ligações comparadas mostram já em 900°C separações
da camada de oxido antes aplicada. A 1000°C isso também se aplica as li- gas de acordo com a invenção, porém na mesma extensão como nas ligas comparativas.
Claims (11)
1. Liga em base de níquel consistindo em (em % em massa) Al 1,2-<2,0% Si 1,2-< 1,8% C 0,001 -0,1% S 0,001 -0,1% Cr 0,03-0,1% Mn 0,03-0,1% Cu Max. 0,1% Fe 0,02 - 0,2% Mg 0,005 - 0,06% Pb Max. 0,005% Y 0,05-0,15% e Hf 0,05-0,10% ou Y 0,05 - 0,15% e La 0,05 - 0,10% ou Y 0,05 - 0,15% e Hf 0,05 - 0,10% e La 0,05 - 0,10% Ni Resto e impurezas resultantes da produção.
2. Liga em base de níquel de acordo com a reivindicação 1, con- tendo (em % em massa) Al 1,2 - < 2,0% Si 1,2 - < 1,8% C 0,001 - 0,05% S 0,001 - 0,05% Cr 0,03-0,1% Mn 0,03-0,1% Cu Max. 0,1% Fe 0,02 - 0,2% Mg 0,005 até 0,06% Pb Max. 0,005% Y 0,10-0,15% e Hf 0,05-0,10% Ni Resto e impurezas resultantes da produção
3. Liga em base de níquel de acordo com a reivindicação 1, con- tendo (em % em massa) <table>table see original document page 8</column></row><table>
4. Liga em base de níquel de acordo com a reivindicação 1, con- <table>table see original document page 8</column></row><table>
5. Liga em base de níquel de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 4, com um teor (em % em massa) Al 1,2-1,5% Si 1,2-1,5%.
6. Liga em base de níquel de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 5, com um teor (em % em massa) Mg 0,008 - 0,05%.
7. Liga em base de níquel de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 6, com um teor (em % em massa) Y + Hf 0,11 -0,18%.
8. Liga em base de níquel de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 6, com um teor (em % em massa) Y+ La 0,11 -0,18%.
9. Liga em base de níquel de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1 a 6, com um teor (em % em massa) Y + Hf + La0,18-0,22%
10. Liga em base de níquel de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, com um teor (em % em massa) Y + Mg 0,11 -0,13%.
11. Utilização da liga em base de níquel como definida nas rei- vindicações 1 a 10, como material para eletrodos para elementos de ignição de motores de combustão.
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