RU2081930C1 - Литейный жаропрочный сплав на основе никеля - Google Patents
Литейный жаропрочный сплав на основе никеля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2081930C1 RU2081930C1 RU94023000A RU94023000A RU2081930C1 RU 2081930 C1 RU2081930 C1 RU 2081930C1 RU 94023000 A RU94023000 A RU 94023000A RU 94023000 A RU94023000 A RU 94023000A RU 2081930 C1 RU2081930 C1 RU 2081930C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- rhenium
- tantalum
- alloy
- niobium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе никеля, используемым для наплавки деталей, работающих на истирание в условиях высоких температур при воздействии значительных циклических и контактных нагрузок, например, лопаток газотурбинных двигателей (ГТД). Задачей изобретения является повышение исходной твердости сплава при работе в условиях высоких температур. Для решения поставленной задачи известный сплав, содержащий углерод, хром, титан, алюминий, кобальт, ниобий, вольфрам, молибден, лантан, железо, гафний, бор, церий, иттрий, никель - остальное дополнительно содержит тантал и рений при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,12-0,18, хром 4,3-5,6, титан 0,9-1,3, алюминий 5,65-6,25, кобальт 8,0-10,0, ниобий - 4,0-4,8, вольфрам 10,9-12,5, молибден 2,5-3,5, железо 0,1-1,0, лантан 0,005-0,05, гафний 0,01-0,1, бор 0,005-0,016, церий 0,005-0,025, иттрий 0,005-0,025, тантал 0,15-0,35, никель - остальное. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе никеля, используемым для наплавки деталей, работающих на истирание в условиях высоких температур при воздействии значительных циклических и контактных нагрузок, например, газотурбинных двигателей (ГТД).
Известен литейный сплав на основе никеля, содержащий следующие компоненты в мас. хром 11,0-14,0, кобальт 1,0-6,0, молибден 0,5-1,4, вольфрам 3,0-4,8, титан 5,0-6,3, алюминий 4,0-5,0, ниобий 0,3-0,7, церий 0,02-0,05, железо 0,2-2,5, кальций 0,01-0,03, бор 0,01-0,2, углерод 0,1-0,16, никель - остальное. Сплав стабилен при работе в условиях относительно высоких температур при сохранении высокого уровня коррозионной стойкости. К недостаткам сплава следует отнести пониженную стойкость сплава к износу при температурах свыше 900oC.
Наиболее близким сплавом к заявляемому является литейный жаропрочный сплав ЖС26У, содержащий следующие компоненты в мас. углерод 0,12-0,18, хром 4,3-5,6, титан 0,9-1,3, алюминий 5,65-6,25, кобальт 8,0-10,0 ниобий 4,04-4,8, вольфрам 10,9-12,5, молибден 0,8-1,4, лантан 0,005-0,05, железо 1,0, гафний 0,1, бор 0,015, церий 0,025, иттрий 0,025, никель остальное (см. ТУ 1-92-177-91). Из данного сплава отливают лопатки ГТД с направленной или монокристаллической структурой, которые имеют высокие служебные свойства. Однако в процессе эксплуатации при высоких температурах (свыше 900oC) контактные поверхности деталей подвержены значительном износу, что ведет к появлению зазоров, потере натяга и, как следствие, к разбандажированию лопаток ГТД, что ведет к потере мощности двигателя.
Задачей изобретения является повышение исходной твердости сплава при работе в условиях высоких температур.
Для решения поставленной задачи известный сплав, содержащий углерод, хром, титан, алюминий, кобальт, ниобий, вольфрам, молибден, лантан, железо, гафний, бор, церий, иттрий, никель остальное дополнительно содержит тантал и рений при следующем соотношении, мас. углерод 0,12-0,18, хром 4,3-5,6, титан 0,9-1,3, алюминий 5,65-6,25, кобальт 8,0-10,0, ниобий 4,0-4,8, вольфрам 10,9-12,5, молибден 2,5-3,5, железо 0,1-1,0, лантан 0,005-0,05, гафний 0,01-0,1, бор 0,005-0,015, церий 0,005-0,025, иттрий 0,005-0,025, тантал 0615-0,35, рений 0,15-0,35, никель остальное.
Добавление к жаропрочному известному сплаву тантала и рения в заявляемых интервалах способствует измельчению зерна, повышению стойкости наплавленного металла против образования горячих трещин при сварке, увеличению твердости, жаропрочности и механической стойкости, снижению чувствительности к охрупчиванию в интервале рабочих температур.
Увеличение содержания ниобия способствует повышению твердости, жаропрочности и термической стойкости за счет упрочнения границ зерен, образования интерметаллидных и карбидных мелкодисперсных фаз.
Увеличение содержания молибдена способствует повышению стойкости наплавленного металла против образования горячих трещин при сварке. Молибден и вольфрам обладают самыми низкими коэффициентами диффузии, и поэтому они являются самыми сильными упрочнителями γ -твердого раствора (аустенитной матрицы).
Комплексное легирование предлагаемого сплава рением, танталом и ниобием способствует повышению исходной и горячей твердости, жаропрочности и термической стойкости наплавленного металла, а также стойкости против высокотемпературной фреттинг-коррозии, поскольку в сплаве образуются упрочняющие g -фазы Ni3Nb, Ni3Ta, которые в ряду упрочняющих фаз Ni3 (Al, Ti, Nb, Ta) обладают наибольшей устойчивостью от разупрочнения под воздействием высоких температур и напряжений. Кроме того, ниобий и тантал образуют в сплаве устойчивые карбиды, которые трудно разупрочняются вплоть до температур 1200-1260oC.
Предлагаемый сплав целесообразно выплавлять из чистых шихтовых материалов индукционным способом в вакууме с последующей вакуумной разливкой. Заготовку выполняют в виде прутков заливкой в керамические формы, получаемые по выплавляемым моделям. Из заготовок прутков делают пластины для наплавки на контактные поверхности бандажных полок лопаток турбины ГТД.
Для апробации сплава были выплавлены три состава, содержащие следующие компоненты в мас.
Состав 1: углерод 0612, хром 4644, титан 0,82, алюминий 5,61, кобальт 8615, ниобий 4,11, вольфрам 10,93, молибден 2,54, железо 0,41, лантат 0,008, гафний 0,011, бор 0,005, церий 0,005, иттрий 0,005, тантал 0,17, рений 0,16, никель остальное.
Состав 2: углерод 0,15, хром 4,97, титан 2,03, алюминий 5,84, кобальт 9,01, ниобий 4676, вольфрам 12,41, молибден 3,03, железо 0,54, лантан 0,026, гафний 0,052, бор 0,01, церий 0,015, иттрий 0,015, тантал 0,21, рений 0,22, никель остальное.
Состав 3: углерод 0,18, хром 5656, титан 1,21, алюминий 6,26, кобальт 9,94, ниобий 4,76, вольфрам 12641, молибден 3,45, железо 0,98, лантан 0,05, гафний 0,1, бор 0,015, церий 0,023, иттрий 0,024, тантал 0,34, рений 0,35, никель остальное.
Проводилась наплавка сплавов указанных составов на рабочие лопатки турбины из сплавов ЭИ437Б, ЖС26У, ЖС26 и ЖС6У по контактным поверхностям бандажных полок.
Наплавку проводили механизированной аргоно-дуговой сваркой с последующей механообработкой толщины наплавленного металла 0,8-1,1 мм с дозированием по времени, количеству и величине импульсов и кристаллизации наплавленного металла. Затем образцы отжигали в вакууме по режимам для лопаток турбин. В таблице 1 приведены свойства сплавов после литья и свойства наплаванного металла до и после термообработки.
Claims (1)
- Литейный жаропрочный сплав на основе никеля, содержащий углерод, хром, титан, алюминий, кобальт, ниобий, вольфрам, молибден, железо, лантан, гафний, бор, церий и иттрий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тантал и рений при следующем соотношении компонентов, мас.Углерод 0,12 0,18
Хром 4,3 5,6
Титан 0,9 1,3
Алюминий 5,65 6,25
Кобальт 8,0 10,0
Ниобий 4,0 4,8
Вольфрам 10,9 12,5
Молибден 2,5 3,5
Железо 0,1 1,0
Лантан 0,005 0,05
Гафний 0,01 0,1
Бор 0,005 0,015
Церий 0,005 0,025
Иттрий 0,005 0,025
Тантал 0,15 0,35
Рений 0,15 0,35
Никель Остальноер
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94023000A RU2081930C1 (ru) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Литейный жаропрочный сплав на основе никеля |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94023000A RU2081930C1 (ru) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Литейный жаропрочный сплав на основе никеля |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94023000A RU94023000A (ru) | 1997-04-20 |
RU2081930C1 true RU2081930C1 (ru) | 1997-06-20 |
Family
ID=20157338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94023000A RU2081930C1 (ru) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Литейный жаропрочный сплав на основе никеля |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2081930C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524515C1 (ru) * | 2013-09-05 | 2014-07-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок |
RU2525883C1 (ru) * | 2013-09-05 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок |
RU2567140C2 (ru) * | 2011-07-12 | 2015-11-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Сплав на основе никеля, применение и способ |
-
1994
- 1994-06-15 RU RU94023000A patent/RU2081930C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент РФ N 2002844, кл. С 22 С 19/05, 1991. Технические условия ТУ-92-177-91. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567140C2 (ru) * | 2011-07-12 | 2015-11-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Сплав на основе никеля, применение и способ |
RU2524515C1 (ru) * | 2013-09-05 | 2014-07-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок |
RU2525883C1 (ru) * | 2013-09-05 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94023000A (ru) | 1997-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3869284A (en) | High temperature alloys | |
USRE29920E (en) | High temperature alloys | |
EP0384433B1 (en) | Ferritic heat resisting steel having superior high-temperature strength | |
EP0898642B1 (en) | A movable wall member in the form of an exhaust valve spindle or a piston in an internal combustion engine | |
EP0358211B1 (en) | Nickel-base alloy | |
JP2011506771A (ja) | オーステナイト系耐熱ニッケル基合金 | |
JPH0411614B2 (ru) | ||
US4765955A (en) | Co-base alloys for engine valves and valve seats | |
CA3020420C (en) | Ferritic alloy | |
JPS5845345A (ja) | 耐熱疲労性の優れたガスタ−ビン用ノズル | |
USRE28681E (en) | High temperature alloys | |
JPS6253583B2 (ru) | ||
RU2081930C1 (ru) | Литейный жаропрочный сплав на основе никеля | |
US5330711A (en) | Nickel base alloys for castings | |
WO2019193630A1 (ja) | Ni基超合金鋳造材およびそれを用いたNi基超合金製造物 | |
RU2081931C1 (ru) | Литейный жаропрочный сплав на основе никеля | |
JPS5974266A (ja) | エンジンバルブおよび同バルブシ−ト用高硬度Fe−Ni−Cr系合金 | |
JPS5945752B2 (ja) | 強析出硬化型オ−ステナイト系耐熱鋼 | |
JP3424314B2 (ja) | 耐熱鋼 | |
RU1233514C (ru) | Литейный сплав на основе никеля | |
US3486887A (en) | Nickel base heat-resisting alloy | |
US3902899A (en) | Austenitic castable high temperature alloy | |
JPH0317243A (ja) | タンタル含有超合金 | |
JPS6028900B2 (ja) | デイ−ゼルエンジンのバルブおよびバルブシ−ト用Ni基合金 | |
JPS62164844A (ja) | エンジンバルブおよび同バルブシ−ト用Co基合金 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090616 |