CS230462B1 - Slitina na základě niklu - Google Patents

Abstract

Vynález ae týká slitiny na základá niklu s obsahem 19 až 23 % hmot.Cr, 2 až 3 X hmot. Ti, 06 až 1,2 X hmot.AI, vyráběná zvláště na indukčních pecíoh. Podstata vynálezu spočívá v tom, že slitina obsahuje 0,04 až 0,08 X hmot. C, stopy až 0,0010 X hmot. Ca a je mikrolegována přísadou hořčíku na obsah 0,002 až 0,008 X hmot. Mg ve slitině. Slitina rovněž může obsahovat bór v X hmot.stopy až 0,010. Slitiny dle vynálezu lze výhodně využít při výrobě výrobků určených pro letecký průmysl.

Description

Vynález se týká slitiny na základě niklu s obsahem 19 až 23 % hmot· Cr, 2 až 3 % hmot. Ti, 0,6 až 1 ,2 '% hmot.

AI a případně s obsahem boru do 0,010 % hmot., vyráběné zvláště na indukčních pecích.

Slitiny na základě niklu jsou nejvíce rozšířenou skupinou žáropevných kovových materiálů. Při provozu odolávají současnému působení vysokých teplot (400 až 1000°C) a velmi vysokých namáhání. Obecně platí, že výroba žáropevných slitin je tím náročnější, čím vyšší jsou požadavky na jejich vlastnosti, tj. výše pracovní teploty a nejvyšší přípustná namáhání, delší časy pro jejich použití, dokonalá žárovzdornost a vyhovující korozní odolnost proti vlivu nejrůznějšách produktů pracovních médií. Z uvedených důvodů musí mít slitiny určitou úroveň mechanických vlastností, a to jak při 20°C, tak zvláště při teplotách zvýšených - například 700 až 75O°C. Pro slitinu NiCr21 TÍ3A1B jsou například předepsány následné hodnoty po tepelném zpracování:

při 20°C .... mel kluzu R = min. 590 MPa β

mez pevnosti R » min. 980 MPa tažnost Acj = min. 12 % kontrakce Z - min. 14½ vrub. houževnatost KCU2 = min. 29,4 J.cm tvrdost HB = 269 až 361 při 75O°C a stálém napětí 343 MPa musí být minimální doba dlouhodobé pevnosti do lomu 30 hod.

230 462

Při sériové výrobě předmětných slitin dochází velmi často k tomu, že - i přestože bylo dodrženo předepsané chemické složení a náročná technologie výroby - řada taveb při zkoušení dosahuje předepsané hodnoty s velmi malou rezervou, případně některou hodnotu nesplní vůbec. Jedním z nojčastějších případů jsou také nevyhovující a nerovnoměrné plastické vlastnosti slitiny. Nízká plasticita se projevuje v celém rozsahu teplot a může proto být příčinou potíží jak při tváření tak při expozici slitiny v provozních podmínkách. Uvedené potíže řeší výrobci podobných slitin například tím, že upřesňují a zužují výrobní rozmezí základních ptvků, tj. uhlíku, manganu, křemíku, chrómu, hliníku, titanu a bóru, snaží se o minimální obsah škodil vých příměsí - síry, fosforu, olova, arsenu, antimonu, vižmutu, mědi,- železa, cínu, atd. Tento způsob však vyžaduje výchozí suroviny o stále vyšší čistotě, aby výroba byla technologicky zvládnutelná. Další možný způsob je určení a upřesnění ypůsobu tepelného zpracování podle určitého chemického složení. Avšak ani tento způsob vždy nezaručuje kladný výsledek z důvodu variability chemického složení v předepsaném, velmi úzkém, rozmezí.

Uvedené nedostatky odstraňuje slitina na základě niklu podle vynálezu, jež obsahuje 19 áž 23 % hmot. Cr, 2 s»2 3 % hmot. Ti a 0,6 až 1,t # hmot. AI, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že slitina dále obsahuje 0,04 až 0,08 % hmot. C, stopy až 0,001 % hmot. Ca a je mikrolegována přísadou hořčíku na obsah 0,002 až 0,008 % hmot. Mg ve slitině. Slitina v některých případech obsahuje bór v % hmot. stopy až 0,010.

Výhodo» vynálezu je předavším technická a provozní nenáročnost při minimálním zvýšení nákladů. Další výhodou je zaručeně spolehlivé dosahování požadovaných mechanických vlastností, především při vyšších teplotách, tj. creepových hodnot. Přítomnost hořčíku příznivě ovlivňuje technologickou plastič- 3 230 402 nost slitiny. Hořčík má velmi silnou desoxidaění schopnost v důsledku své vysoké afinity ke kyslíku. Je rovněž prvkem s výraznou povrchovou aktivitou a ve spojení s dalšími prvky obdobných vlastností (B) ve slitině přítomných, modifikuje karbidické fáze hranic zrn, zejména karbidy zjemňuje. Zpevňuje rovněž tuhý roztok v okolí hranic zrn. Příznivý vliv hořčíku je ovlivněn množstvím fáze 3^' která je určena zejména obsahem vytvrzujících prvků - hliníku a titanu. Kladně působí hořčík až po dosažení určitého obsahu a jen do určité hranice, která je určena jeho rozpustností v tuhém roztoku ty _e Při vyšším obsahu působí negativně, nebot vytváří fáze s nízkým bodem tání. Dále je optimální množství hořčíku ovlivňováno přítomností obdobně působícího prvku vápníku a obsahem bóru.

Jako příkladné porovnání lze uvést tavbu č. 1 a její vlastnosti bez využití vynálezu a tavbu č. 2 , odpcvi’<z/zrlic/^r slťéihe. podle '

Tavba č. 1 - chemické složení (v % hmot.):

C 0,03 Cr 20,60 AI 1,05 Ti 2,66 B 0,006 Mg 0,0005.

Mechanické vlastnosti po standartním tepelném zpracování:

při 20°C .... mez kluzu R = 633 MPa mez pevnosti R_ffi » 1036 MPa tažnost A^ - 34,8 % kontrakce Z = 34,6 % při 750°C ... mez kluzu R - 552 MPa mez pevnosti 708 MPa tažnost A^ = 8,8 % zúžení Z « 9,7 %

230 482

Doba do lomu při 75O°C a stálém napětí 343 MPa činila průměrně 6,2 hod·

Tavba S. 2 - chemické složení (v % hmot·):
C 0,06	Cr 20,15	AI 0,79 Ti 2,73
B 0,004	Mg 0,007	Ca 0,0005
Mechanické zpracování	vlastnosti « •	po standartním tepelném

při 20°C ···, mez kluzu R_ft - 752 MPa nm pevnosti R* = 1148 MPa tažnost = 30,0 % kontrakce Z » 35,5 3S při 75O°C ··· mez kluzu R = 584 MPa β

mez parnosti R_m » 724 MPa tažnost A^ = 28,7 % zúžení Z = 44,3 %·

Doba do lomu při 75O°C a stálém napětí 343 MPa činila průměrně 63,2 hod.

Z uvedeného příkladu je zřejmý účinek, dcssfaeh^ předměte*vynálezu - plastické a pevnostní vlastnosti slitiny při zvýšených teplotách·

Claims (2)

1. Slitina na základě niklu s obsahem 19 až 23 % hmot. Cr,

2 až 3 % hmot· Ti, 0,6 až 1,2 % hmot· AI, vyznačen á tím, že obsahuje 0,04 až 0,08 % hmot· _tC, nejvýše si 0,0010 % hmot· Ca a je mikrolegována přísadou hořčíku na obsah 0,002 až 0,008 % hmot· ve vyrobené slitině.

2. Slitina podle bodu 1, vyznačená tím, že obsahuje bór v % hmot. stopy až 0,010.