RU2130088C1 - Жаропрочный сплав на основе никеля - Google Patents
Жаропрочный сплав на основе никеля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2130088C1 RU2130088C1 RU97117626A RU97117626A RU2130088C1 RU 2130088 C1 RU2130088 C1 RU 2130088C1 RU 97117626 A RU97117626 A RU 97117626A RU 97117626 A RU97117626 A RU 97117626A RU 2130088 C1 RU2130088 C1 RU 2130088C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- heat
- alloy
- nickel
- tantalum
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к жаропрочным сплавам на основе никеля. Сплав на основе никеля содержит следующие компоненты, мас.%: никель - основа; вольфрам - 11,8-12,4; кобальт - 9,7-10,3; алюминий - 4,9-5,2; хром - 8,7-9,6; тантал - 0,9-1,1; молибден - 1,4-1,6; титан - 2,16-2,36; ниобий - 1,1-1,4; ванадий - 0,2-0,24; гафний - 0,03-0,06; цирконий - 0,12-0,15; церий - 0,01-0,02; бор - 0,02-0,04; углерод - 0,18-0,26; карбид титана - 1,00-1,10; карбид тантала - 0,5-0,6. Технический эффект заключается в увеличении ресурса работы штамповой оснастки при изотермической деформации за счет повышения жаропрочности, жаростойкости и износостойкости. 3 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, к никелевым жаропрочным сплавам.
Известны жаропрочные сплавы на основе никеля, содержащие хром, алюминий, титан, молибден, вольфрам и другие элементы. Обладая высокими технологическими свойствами, данные сплавы имеют недостаточно высокую сточасовую жаропрочность в интервале температур 900 - 1000oC /1/.
Все известные сплавы имеют предел сточасовой длительной прочности при 1000oC не более 150 - 181 МПа, а при 1050oC - 80 - 110 МПа.
Наиболее близкими аналогами к заявляемому сплаву являются: ЖС-6К, имеющие следующий химический состав (мас.%) /2/:
Никель - Основа
Хром - 9,5 - 12,0
Кобальт - 4,0 - 5,5
Молибден - 3,5 - 4,8
Вольфрам - 4,5 - 5,5
Титан - 2,5 - 3,2
Алюминий - 5,0 - 6,0
Углерод - 0,13 - 0,20
Церий - 0,015
Марганец - < 0,4
Кремний - < 0,4
Железо - < 2,0
Сера - < 0,015
Бор - < 0,02
Фосфор - < 0,015
Сточасовая жаропрочность при 1000oC составляет 140 - 150 МПа.
Никель - Основа
Хром - 9,5 - 12,0
Кобальт - 4,0 - 5,5
Молибден - 3,5 - 4,8
Вольфрам - 4,5 - 5,5
Титан - 2,5 - 3,2
Алюминий - 5,0 - 6,0
Углерод - 0,13 - 0,20
Церий - 0,015
Марганец - < 0,4
Кремний - < 0,4
Железо - < 2,0
Сера - < 0,015
Бор - < 0,02
Фосфор - < 0,015
Сточасовая жаропрочность при 1000oC составляет 140 - 150 МПа.
Следующим аналогом является сплав ВЖЛ-12У (мас.%) /3/:
Никель - Основа
Хром - 8,5 - 10,5
Кобальт - 12,0 - 15,0
Молибден - 2,7 - 3,4
Вольфрам - 1,0 - 1,8
Титан - 4,2 - 4,7
Алюминий - 5,0 - 5,7
Углерод - 0,14 - 0,20
Церий - 0,02
Ниобий - 0,5 - 1,0
Цирконий - 0,02
Ванадий - 0,5 - 1,0
Марганец - < 0,4
Кремний - < 0,4
Железо - < 2,0
Сера - < 0,015
Бор - < 0,02
Фосфор - < 0,015
Наиболее близким аналогом заявляемого сплава является известный жаропрочный сплав ЖС-6У. Сплав ЖС-6У имеет следующий химический состав (в мас.%):
Никель - Основа
Хром - 8,0 - 9,5
Кобальт - 9,0 - 10,5
Молибден - 1,2 - 2,4
Вольфрам - 9,5 - 11,0
Титан - 2,0 - 2,9
Алюминий - 5,1 - 6,0
Углерод - 0,13 - 0,20
Ниобий - 0,8 - 1,2
Церий - 0,02
Цирконий - 0,08
Гафний - 0,05
Марганец - < 0,4
Кремний - < 0,4
Железо - < 1,0
Сера - < 0,01
Бор - < 0,05
Фосфор - < 0,015
Сплав ЖС-6У имеет предел сточасовой длительной прочности при 1000oC - 170 - 180 МПа, а при 1050oC - 110 МПа /4/.
Никель - Основа
Хром - 8,5 - 10,5
Кобальт - 12,0 - 15,0
Молибден - 2,7 - 3,4
Вольфрам - 1,0 - 1,8
Титан - 4,2 - 4,7
Алюминий - 5,0 - 5,7
Углерод - 0,14 - 0,20
Церий - 0,02
Ниобий - 0,5 - 1,0
Цирконий - 0,02
Ванадий - 0,5 - 1,0
Марганец - < 0,4
Кремний - < 0,4
Железо - < 2,0
Сера - < 0,015
Бор - < 0,02
Фосфор - < 0,015
Наиболее близким аналогом заявляемого сплава является известный жаропрочный сплав ЖС-6У. Сплав ЖС-6У имеет следующий химический состав (в мас.%):
Никель - Основа
Хром - 8,0 - 9,5
Кобальт - 9,0 - 10,5
Молибден - 1,2 - 2,4
Вольфрам - 9,5 - 11,0
Титан - 2,0 - 2,9
Алюминий - 5,1 - 6,0
Углерод - 0,13 - 0,20
Ниобий - 0,8 - 1,2
Церий - 0,02
Цирконий - 0,08
Гафний - 0,05
Марганец - < 0,4
Кремний - < 0,4
Железо - < 1,0
Сера - < 0,01
Бор - < 0,05
Фосфор - < 0,015
Сплав ЖС-6У имеет предел сточасовой длительной прочности при 1000oC - 170 - 180 МПа, а при 1050oC - 110 МПа /4/.
Вместе с тем жаропрочность и износостойкость данного сплава не удовлетворяют современным условиям эксплуатации штамповой оснастки, используемой при изотермическом деформировании труднообрабатываемых титановых и жаропрочных сплавов.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение жаропрочности, жаростойкости и износостойкости известного сплава при температуре выше 900oC за счет увеличения ресурса работы штамповой оснастки при изотермическом деформировании.
Указанная задача достигается тем, что в сплав на основе никеля, содержащий вольфрам, хром, кобальт, молибден, титан, алюминий, углерод, бор, ниобий, гафний, цирконий, церий дополнительно введены тантал, ванадий, карбид титана, карбид тантала при следующем соотношении компонентов (в мас.%):
Никель - Основа
Вольфрам - 11,8 - 12,4
Кобальт - 9,7 - 10,3
Алюминий - 4,9 - 5,2
Хром - 8,7 - 9,6
Тантал - 0,9 - 1,1
Молибден - 1,4 - 1,6
Титан - 2,16 - 2,36
Ниобий - 1,1 - 1,4
Ванадий - 0,20 - 0,23
Гафний - 0,03 - 0,06
Цирконий - 0,12 - 0,15
Церий - 0,01 - 0,02
Бор - 0,02 - 0,04
Углерод - 0,18 - 0,26
Карбид титана - 1,00 - 1,10
Карбид тантала - 0,50 - 0,60
Ограничение примесей в сплаве ведет к снижению их отрицательного влияния на жаропрочность и жаростойкость. Вместе с тем полное исключение их невозможно, так как они присутствуют в шихтовых материалах сплава.
Никель - Основа
Вольфрам - 11,8 - 12,4
Кобальт - 9,7 - 10,3
Алюминий - 4,9 - 5,2
Хром - 8,7 - 9,6
Тантал - 0,9 - 1,1
Молибден - 1,4 - 1,6
Титан - 2,16 - 2,36
Ниобий - 1,1 - 1,4
Ванадий - 0,20 - 0,23
Гафний - 0,03 - 0,06
Цирконий - 0,12 - 0,15
Церий - 0,01 - 0,02
Бор - 0,02 - 0,04
Углерод - 0,18 - 0,26
Карбид титана - 1,00 - 1,10
Карбид тантала - 0,50 - 0,60
Ограничение примесей в сплаве ведет к снижению их отрицательного влияния на жаропрочность и жаростойкость. Вместе с тем полное исключение их невозможно, так как они присутствуют в шихтовых материалах сплава.
Сплав готовился в вакуумных индукционных печах с электрокорундовым тиглем емкостью 15 кг при глубине вакуума 0,133 ГПа и при натекании 5•10-5 м3/сек. Дисперсные тугоплавкие соединения вводились в расплав при температуре 1495 - 1500oC. Заливка форм производилась при температуре 1535 - 1540oC.
В качестве исходных шихтовых материалов для выплавки сплава применялись:
Никель электрический марки НО - ГОСТ 849 - 84
Хром алюмотермический марки ХО - ГОСТ 5905 - 79
Молибден металлический в штабиках (99,8% Mo) - ТУ 48-19-73-66
Вольфрам металлический в штабиках (96,7% W) - ТУ 48-19-76-90
Кобальт металлический марки К1 - ТУ 123 - 78
Алюминий металлический марки А99 - ГОСТ 11739-78
Титан марки ВТ1-0 - ТУ 48-4-282-73
Тантал (слитки) - ТУ 95-205-73
Цирконий йодидный - ТУ 95-46-76
Ниобий металлический в штабиках НБШ000 - ГОСТ 16100-79
Гафний марки ГФМ1 - ТУ 22517-77
Ванадий ВИМ1 - ТУ 48-4-272-73
Церий металлический марки Ce-Э1 - ТУ 48-4-227-72
Лигатура никель-бор НБ1 - ТУ 1425-3-71
Углерод (электродный бой) - ГОСТ 4426-79
Карбид титана - ТУ 6-09-492-75
Карбид тантала - ТУ 66-09-443-77
Химический состав исследованных сплавов приведен в таблице 1.
Никель электрический марки НО - ГОСТ 849 - 84
Хром алюмотермический марки ХО - ГОСТ 5905 - 79
Молибден металлический в штабиках (99,8% Mo) - ТУ 48-19-73-66
Вольфрам металлический в штабиках (96,7% W) - ТУ 48-19-76-90
Кобальт металлический марки К1 - ТУ 123 - 78
Алюминий металлический марки А99 - ГОСТ 11739-78
Титан марки ВТ1-0 - ТУ 48-4-282-73
Тантал (слитки) - ТУ 95-205-73
Цирконий йодидный - ТУ 95-46-76
Ниобий металлический в штабиках НБШ000 - ГОСТ 16100-79
Гафний марки ГФМ1 - ТУ 22517-77
Ванадий ВИМ1 - ТУ 48-4-272-73
Церий металлический марки Ce-Э1 - ТУ 48-4-227-72
Лигатура никель-бор НБ1 - ТУ 1425-3-71
Углерод (электродный бой) - ГОСТ 4426-79
Карбид титана - ТУ 6-09-492-75
Карбид тантала - ТУ 66-09-443-77
Химический состав исследованных сплавов приведен в таблице 1.
Испытывались точнолитые образцы без последующей механической обработки. Размеры образцов для испытаний на разрыв при комнатной и повышенных температурах на длительную прочность соответствовали ГОСТ 1497-61 и ГОСТ 10145-62 (L = 25 мм, d = 5 мм). Образцы для определения ударной вязкости соответствовали ГОСТ 9454-60 (сечение 10 х 10 мм, L = 55 мм, сечение расчетной части 8 х 10 мм).
Исследование жаростойкости сплавов проводилось на плоских образцах с отшлифованными поверхностями. Степень жаростойкости определялась при температуре 1000oC в течение 100 часов с точностью 1,25 • 10-3 г. Результаты испытаний приведены в таблице 2 (испытания проводились на образцах без термической обработки).
Механические свойства сплава ЖС-6У приведены в /4/.
Испытания на жаростойкость проводились по методике, изложенной выше. Результаты испытаний приведены в таблице 3.
Средние значения пределов сточасовой длительной прочности нового сплава и ЖС-6У составляют при 1000oC 195 и 170 - 180 МПа, при 1050oC - 145 и 110 МПа соответственно.
Новый сплав может быть применен в литом состоянии (без термической обработки), так как в процессе охлаждения после кристаллизации он проходит цикл старения, при котором происходит почти полный распад твердого раствора.
Применение сплава в промышленном производстве позволит значительно повысить ресурс работы штамповой оснастки при изотермическом деформировании труднообрабатываемых титановых и жаропрочных сплавов.
Литейный сплав может быть рекомендован для изготовления штамповой оснастки, работающей в изотермических условиях при температурах 900 - 1000oC, пресс-форм литья под давлением, сопловых венцов и цельнолитых роторов газотурбинных авиационных двигателей.
Источники информации
1. Химушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы. - М.: Металлургия, 1969, с. 1 - 749.
1. Химушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы. - М.: Металлургия, 1969, с. 1 - 749.
2. Коррозионностойкие и жаропрочные стали и сплавы. Справочник по авиационным материалам. Том III, ВИАМ. - М., Машиностроение, 1975, с. 525-532.
3. Панкратов В.А., Фоменко В.А. Применение литейного никелевого жаропрочного сплава ВЖЛ-12У в современных конструкциях. Сб. Конструкционные и жаропрочные материалы новой техники. Наука, 1977, 36-39.
4. Шпунт К. Я.. Сидоров В.Ц. Высокопрочный литейный сплав на никелевой основе марки ЖС-6Ф. - Сб. Конструкционные и жаропрочные материалы для новой техники. Наука, 1977, 31-35.
Claims (1)
- Жаропрочный сплав на основе никеля, содержащий вольфрам, хром, кобальт, молибден, титан, цирконий, ниобий, гафний, церий, алюминий, углерод, бор, отличающийся тем, что в него дополнительно введены тантал, ванадий, карбид титана, карбид тантала при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Никель - Основа
Вольфрам - 11,8 - 12,4
Кобальт - 9,7 - 10,3
Алюминий - 4,9 - 5,2
Хром - 8,7 - 9,6
Тантал - 0,9 - 1,1
Молибден - 1,4 - 1,6
Титан - 2,16 - 2,36
Ниобий - 1,1 - 1,4
Ванадий - 0,2 - 0,24
Гафний - 0,03 - 0,06
Цирконий - 0,12 - 0,15
Церий - 0,01 - 0,02
Бор - 0,02 - 0,04
Углерод - 0,18 - 0,26
Карбид титана - 1,00 - 1,10
Карбид тантала - 0,5 - 0,6
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97117626A RU2130088C1 (ru) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | Жаропрочный сплав на основе никеля |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97117626A RU2130088C1 (ru) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | Жаропрочный сплав на основе никеля |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2130088C1 true RU2130088C1 (ru) | 1999-05-10 |
Family
ID=20198345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97117626A RU2130088C1 (ru) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | Жаропрочный сплав на основе никеля |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2130088C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU197455U1 (ru) * | 2020-02-04 | 2020-04-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Полый профиль замкнутого типа |
GB2579580A (en) * | 2018-12-04 | 2020-07-01 | Oxmet Tech Limited | A nickel-based alloy |
RU2740929C1 (ru) * | 2020-04-20 | 2021-01-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Жаропрочный литейный сплав на основе никеля и изделие, выполненное из него |
-
1997
- 1997-10-23 RU RU97117626A patent/RU2130088C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Панкратов В.А. и др. Применение литейного никелевого жаропрочного ВЖ-12У в современных конструкциях. Конструкционные жаропрочные материалы для новой техники. - М.: Наука, 1977, с.36-39. * |
Шпунт Л.И. и др. Высокопрочный литейный сплав на никелевой основе марки ЖС-6Ф. Конструкционные и жаропрочные материалы для новой техники. - М.: 1977, с.31-35. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2579580A (en) * | 2018-12-04 | 2020-07-01 | Oxmet Tech Limited | A nickel-based alloy |
GB2579580B (en) * | 2018-12-04 | 2022-07-13 | Alloyed Ltd | A nickel-based alloy |
US11761060B2 (en) | 2018-12-04 | 2023-09-19 | Alloyed Limited | Nickel-based alloy |
RU197455U1 (ru) * | 2020-02-04 | 2020-04-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Полый профиль замкнутого типа |
RU2740929C1 (ru) * | 2020-04-20 | 2021-01-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Жаропрочный литейный сплав на основе никеля и изделие, выполненное из него |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2553330A (en) | Hot workable alloy | |
US2570194A (en) | Production of high-temperature alloys and articles | |
JPS61147839A (ja) | 耐疲労性ニツケル基超合金鍛造体とその製法 | |
JPH0457737B2 (ru) | ||
JP2818195B2 (ja) | 耐硫化腐食性、耐酸化性ニッケル基クロム合金 | |
US3575734A (en) | Process for making nickel base precipitation hardenable alloys | |
BR112016012102B1 (pt) | liga forjável de níquel-cromo-titânio-alumínio endurecedora | |
CA1140780A (en) | Nickel-base superalloys | |
US20230011769A1 (en) | Ni-BASED ALLOY, HEAT-RESISTANT AND CORROSION-RESISTANT COMPONENT, AND HEAT TREATMENT FURNACE COMPONENT | |
EP4276209A1 (en) | High-aluminum austenitic alloy having excellent high-temperature anticorrosion capabilities and creep resistance | |
RU2130088C1 (ru) | Жаропрочный сплав на основе никеля | |
JPS6344814B2 (ru) | ||
US4006011A (en) | Controlled expansion alloy | |
CN112553505A (zh) | 一种镍基板材及其制备方法 | |
US3980468A (en) | Method of producing a ductile rare-earth containing superalloy | |
JPH11256278A (ja) | コバルトを含まないマレ―ジング鋼 | |
JPH06287667A (ja) | 耐熱鋳造Co基合金 | |
US3486887A (en) | Nickel base heat-resisting alloy | |
JPH03134144A (ja) | ニッケル基合金部材およびその製造方法 | |
CN1046944A (zh) | 含钽超级合金 | |
RU2088685C1 (ru) | Жаропрочный сплав на никелевой основе | |
CN111254317A (zh) | 一种镍基铸造合金及其制备方法 | |
JPH1096038A (ja) | 高Crオーステナイト系耐熱合金 | |
EP1159463A1 (en) | Mould steel | |
RU2798860C1 (ru) | Сплав на основе интерметаллида Ni3Al и изделие, выполненное из него |