PL115494B1 - Method of manufacture of heat-resisting complex alloys on nickel matrix - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania zaro¬ wytrzymalych stopów wieloskladnikowych na osnowie niklu.Znany z polskiego opisu patentowego nr 67553 sposób wytwarzania stopu na osnowie niklu polega na stapianiu niklu chromu i miedzi w indukcyjnym piecu prózniowym w atmosferze argonu lub helu o cisnieniu rzedu 26—40 kPa. Stopione skladniki podaje sie odtlenianiu prz-y uzyciu wegla i odgazowaniu przy cisnieniu rzedu 1,3-10"3H- 1,3 10"4 kPa w ciagu 30—40 minut. Z kolei cisnienie to podwyzsza sie do 6,6—40 kPa i wprowadza sie do kapieli mangan, ponownie obniza cisnienie do 1,3 10"2 -^ 1,3 10"3 kPa, w którym wytrzymuje sie metal w czasie 10—15 minut.Nastepnie podwyzsza sie cisnienie w komorze pieca do rzedu 26—92 kPa i wprowadza do kapieli kolejno krzem i magnez w postaci zaprawy Ni-Mg oraz tytan i cyrkon.Otrzymany stop podgrzewa sie do temperatury 1500—1550 °C, po czym zalewa sie nim forme w atmosferze argonu.Wprowadzenie dodatków stopowych w postaci Cu, Mn, Si i Mg umo/liwia uzycie tego stopu na elektrody swiec silników spalinowych, natomiast nie znajduje on zastoso¬ wania w przemysle lotniczym na zarowytrzymale czesci takie jak lopatki kierujace, wirniki, dyski turbin i podobne elementy.Znane sa równiez z PN-69/H-87045 i PN-67/H-87046 stopy niklu do przeróbki plastycznej. Sa to proste stopy dwu, trój i czteroskladnikowe, otrzymywane powszechnie znanymi sposobami. W sklad tych stopów wchodzi równiez zelazo, którego obecnosc jest niepozadana w zarowytrzy- 25 30 malych stopach na osnowie niklu, stosowanych w przemysle lotniczym.Z kolei znane sa z ksiazki pt. „Odlewnictwo metali nie¬ zelaznych" J. Jemielewskiego, WNT— Warszawa 1970 r. rozdzial 10 stopy dwu, trój i czteroskladnikowe na osnowie niklu dla których nie okreslono warunków technicznych ich otrzymywania.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu otrzymywa¬ nia zarowytrzymalych wieloskladnikowych stopów na osnowie niklu, zwlaszcza z czystych skladników, o dobrych wlasnosciach wytrzymalosciowych mogacych miec zastoso¬ wanie do wytwarzania zarowytrzymalych czesci dla prze¬ myslu lotniczego.Istota wynalazku polega na tym, ze do tygla laduje sie w kolejnosci Co, W, Mo, Ni i Cr, a do dozowników C, Al, Ti, Ni-B, Nb, Zr i Ce, po czym w piecu wytwarza sie próznie rzedu 6,6 10"2-^6,6 10-4 kPa, wpuszcza sie do jego komory argon o cisnieniu 26^-46 KPa i rozpoczyna sie grzanie wsadu. Po jego roztopieniu wprowadza sie z dozo¬ wników w kolejnosci C, Al, Ti, Nb, Ni-B, Zr i Ce, po czym likwiduje sie powoli oslone argonu i wytwarza próznie, w której wytrzymuje sie metal w czasie 5—10 minut. Z kolei metal podgrzewa sie do temperatury 1550—1600 °C, po¬ nownie wprowadza sie do komory pieca argon o cisnieniu okolo 20 KPa i wylacza grzanie, a nastepnie zalewa sie forme w atmosferze argonu, która wyjmuje sie z pieca po zakrzepnieciu w niej zarowytrzymalego stopu.Nieoczekiwanie stwierdzono, ze podana kolejnosc stapia¬ nia poszczególnych skladników oraz warunki w jakich przebiega proces topienia pozwalaja wytworzyc wysoko- 115 494115 494 3 jakosciowy stop Co-W-Mo-Ni-Cr-C-Al-Ti-B-Nb-Ce-Zr, zarowytrzymaly z czystych skladników. Otrzymany sposo¬ bem wedlug wynalazku stop odznacza sie bardzo dobrymi wlasnosciami zaro wytrzymalymi, wykazuje jednorodna strukture, a jego sklad chemiczny pokrywa sie z zalozonymi ustaleniami.Sposób wedlug wynalazku jest blizej objasniony w przy¬ kladzie wykonania.Przyklad. Dla ustalonego skladu chemicznego za¬ wartosci pierwiastków w % wagowych, który stanowia: wegiel elektrodowy 0,23%, chrom metaliczny 11,50%, kobalt metaliczny 11%, wolfram metaliczny 3,60%, molib¬ den metaliczny 3,60 %, tytan metaliczny 2,60%, aluminium o wysokiej czystosci 6,40 %, bor krystaliczny 0,020 %, nio*b sproszkowany 0,1%, cyrkon sproszkowany 0,10%, cer sproszkowany 0,05 % i reszta — nikiel sproszkowany, obliczono ciezar wytopu wynoszacy 700 G. Wszystkie skladniki pocieto na drobne kawalki za wyjatkiem niklu i boru, z których wykonano stop wstepny w postaci zaprawy Ni-B, rozdrobnionej przed uzyciem. Po dokladnym ogrzaniu tygla korundowego ubijanego i dobrze wyzarzonego ladowa¬ no do niego w kolejnosci Co, W, Mo, Ni i Cr, a do do¬ zowników wlozono C, Al, Ti, zaprawe Ni-B, Nb, Zr i Ce.Wsad do tygla ladowano mozliwie szczelnie, dla lepszego kontaktu zapewniajacego szybszy proces topienia. Z kolei do pieca indukcyjnego prózniowego wlozono forme cera¬ miczna dobrze wyzarzona wykonana metoda Shaw'a, zamknieto piec, wytworzono próznie rzedu 6,6 10~2 kPa, wpuszczono do pieca argon o cisnieniu okolo 30 kPa, wlaczo¬ no generator i rozpoczeto grzanie wsadu. Po spokojnym roztopieniu sie pierwszej czesci wsadu w atmosferze argonu 4 dodano z dozowników C, Al, i Ti, które szybko sie roztopily, a na powierzchni lustra metalu ukazaly sie platki tlenku glinu i tytanu. Po podwyzszeniu temperatury lustro metalu oczyscilo sie z tlenków, które zgromadzily sie na scianach 5 tygla, po czym wprowadzono do cieklego metalu z dozo¬ wnika zaprawe Ni-B, która równiez szybko ulegla roz¬ topieniu. Z kolei powoli zlikwidowano atmosfere argonu i wytrzymano metal przez 7 minut w prózni, celem do¬ kladnego odgazowania, oraz podgrzano go do tempera¬ tury 1550 °C, wpuszczono ponownie do komory pieca argon o cisnieniu 20 kPa, wylaczono grzanie i w atmosferze argonu zalano forme. Po zakrzepnieciu w niej metalu zlikwidowano powoli podcisnienie otworzono piec i przystapiono do wykonania kolejnego wytopu wedlug opisanego sposobu.Zas trzeze nie paten to we Sposób wytwarzania zarowytrzymalych stopów wielo¬ skladnikowych na osnowie niklu dfoga topienia w induk¬ cyjnym piecu prózniowym w atmosferze argonu oraz za¬ lewania formy w atmosferze argonu znamienny tym, ze do tygla laduje sie w kolejnosci Co, W, Mo, Ni i Cr, a do dozowników C, Al, Ti, Ni-B, Nb, Zr i Ce, po czym w piecii prózniowym wytwarza sie próznie rzedu 6,6 10~2 — 6,6 10"4 kPa oraz wpuszcza sie do jego komory argon o cisnieniu 26—46 kPa i rozpoczyna sie grzanie wsadu, a po jego roz¬ topieniu wprowadza sie z dozowników w kolejnosci C, Al, Ti, Nb, Ni-B, Zr i Ce, nastepnie likwiduje sie powoli oslone argonu i wytwarza próznie, w której wytrzymuje sie metal w czasie 5—10 minut, po czym podgrzewa sie metal do^ temperatury 1550—1600°C i w oslonie argonu o cisnieniu 20 kPa zalewa sie forme roztopionym metalem. 15 20 25 LDD Z-d 2, z. 345/1400/82, n. 100+20 Cena 100 zl PL

Claims (1)

1. Zas trzeze nie paten to we Sposób wytwarzania zarowytrzymalych stopów wielo¬ skladnikowych na osnowie niklu dfoga topienia w induk¬ cyjnym piecu prózniowym w atmosferze argonu oraz za¬ lewania formy w atmosferze argonu znamienny tym, ze do tygla laduje sie w kolejnosci Co, W, Mo, Ni i Cr, a do dozowników C, Al, Ti, Ni-B, Nb, Zr i Ce, po czym w piecii prózniowym wytwarza sie próznie rzedu 6,6 10~2 — 6,6 10"4 kPa oraz wpuszcza sie do jego komory argon o cisnieniu 26—46 kPa i rozpoczyna sie grzanie wsadu, a po jego roz¬ topieniu wprowadza sie z dozowników w kolejnosci C, Al, Ti, Nb, Ni-B, Zr i Ce, nastepnie likwiduje sie powoli oslone argonu i wytwarza próznie, w której wytrzymuje sie metal w czasie 5—10 minut, po czym podgrzewa sie metal do^ temperatury 1550—1600°C i w oslonie argonu o cisnieniu 20 kPa zalewa sie forme roztopionym metalem. 15 20 25 LDD Z-d 2, z. 345/1400/82, n. 100+20 Cena 100 zl PL