RU2221890C1 - СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО - Google Patents
СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО Download PDFInfo
- Publication number
- RU2221890C1 RU2221890C1 RU2002129947/02A RU2002129947A RU2221890C1 RU 2221890 C1 RU2221890 C1 RU 2221890C1 RU 2002129947/02 A RU2002129947/02 A RU 2002129947/02A RU 2002129947 A RU2002129947 A RU 2002129947A RU 2221890 C1 RU2221890 C1 RU 2221890C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- base
- inter
- article made
- metallic compound
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным интерметаллидным сплавам на основе Ni3Al и изделиям, получаемым методом точного литья по выплавляемым моделям. Сплав предназначен для литых деталей ГТД, эксплуатируемых при высоких тепловых и силовых нагрузках, преимущественно для рабочих лопаток газовых турбин авиационного и ракетного назначения. Предлагается сплав на основе интерметаллида Ni3Al, содержащий алюминий, хром, молибден, вольфрам, титан, углерод, который дополнительно содержит кобальт, рений, тантал и лантан при следующем соотношении компонентов, мас.%: Al 7,7-8,7; Cr 5,0-6,0; W 2,5-3,5; Мо 4,5-5,5; Ti 0,3-0,8; С 0,005-0,01; Со 3,5-, 5; Re 1,2 - 1,8; Та 0,1-1,0; La 0,015-0,025; Ni остальное, и изделие, выполненное из него. Использование предлагаемого сплава на основе интерметаллида Ni3Al повышает надежность изделий и увеличивает их ресурс работы в 2 раза. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным интерметаллидным сплавам на основе Ni3Al и изделиям, получаемым методом точного литья по выплавляемым моделям. Сплав предназначен для литых деталей ГТД, эксплуатируемых при высоких тепловых и силовых нагрузках, преимущественно для рабочих лопаток газовых турбин авиационного и ракетного назначения.
Известен сплав на основе интерметаллида Ni3Аl, химического состава ат.%:
Аl - 19-21,5
Fe - 6-12
Hf (или Zr) - 0,3-1,5
В - 0,08-0,3
Ni - Остальное (патент США 4612165)
Недостатками этого сплава являются не превышающая 850oС рабочая температура и склонность к трещинообразованию во время горячей обработки.
Аl - 19-21,5
Fe - 6-12
Hf (или Zr) - 0,3-1,5
В - 0,08-0,3
Ni - Остальное (патент США 4612165)
Недостатками этого сплава являются не превышающая 850oС рабочая температура и склонность к трещинообразованию во время горячей обработки.
Изделия из этого сплава, например, элементы камер сгорания имеют ограниченный ресурс работы, что связано с низкой трещиностойкостью.
Известен сплав на основе интерметаллида Ni3Al, химического состава, ат%:
Аl - 17-20
Fe - 7-9
Hf и/или Zr - 0,1-1,0
В - 0,05-0,2
Cr - 1,5-8
Се - 0,001-0,004
Ni - Остальное (патент США 4731221)
Недостатками этого сплава являются низкая жаропрочность при высоких температурах и недостаточно высокая жаростойкость при температуре 1200oС.
Аl - 17-20
Fe - 7-9
Hf и/или Zr - 0,1-1,0
В - 0,05-0,2
Cr - 1,5-8
Се - 0,001-0,004
Ni - Остальное (патент США 4731221)
Недостатками этого сплава являются низкая жаропрочность при высоких температурах и недостаточно высокая жаростойкость при температуре 1200oС.
Изделия из этого сплава, например, блоки сопловых аппаратов ГТД имеют низкий выход годного и недостаточную долговечность.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе интерметаллида Ni3Аl, имеющий химический состав, мас.%:
Аl - 8-9
Сr - 5-6,8
W - 2,7-4,0
Мо - 3-4,3
Ti - 1,3-2,2
С - 0,13-0,18
Sn - 0,03-0,08
Ni - Остальное (патент РФ 2088686)
Недостатком этого сплава является неудовлетворительная жаропрочность в интервале температур 900-1100oС на базах испытания 100, 500 и 1000 ч.
Аl - 8-9
Сr - 5-6,8
W - 2,7-4,0
Мо - 3-4,3
Ti - 1,3-2,2
С - 0,13-0,18
Sn - 0,03-0,08
Ni - Остальное (патент РФ 2088686)
Недостатком этого сплава является неудовлетворительная жаропрочность в интервале температур 900-1100oС на базах испытания 100, 500 и 1000 ч.
Изделия из этого сплава, например, рабочие лопатки ГТД имеют короткий ресурс работы.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка сплава и изделия, выполненного из него, обладающих повышенной жаропрочностью при температурах до 1100oС.
Для достижения поставленной технической задачи предлагается сплав на основе интерметаллида Ni3Аl, содержащий алюминий, хром, молибден, вольфрам, титан, углерод, который дополнительно содержит кобальт, рений, тантал и лантан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Al - 7,7-8,7
Cr - 5-6
W - 2,5-3,5
Мо - 4,5-5,5
Ti - 0,3-0,8
С - 0,005-0,01
Со - 3,5-4,5
Re - 1,2-1,8
Та - 0,1-1,0
La - 0,015-0,025
Ni - Остальное
и изделие, выполненное из него.
Al - 7,7-8,7
Cr - 5-6
W - 2,5-3,5
Мо - 4,5-5,5
Ti - 0,3-0,8
С - 0,005-0,01
Со - 3,5-4,5
Re - 1,2-1,8
Та - 0,1-1,0
La - 0,015-0,025
Ni - Остальное
и изделие, выполненное из него.
Авторами было установлено, что при заявленных соотношениях компонентов в предлагаемом сплаве на основе интерметаллида Ni3Аl и дополнительном введении кобальта, рения, тантала и лантана наблюдается упрочнение выделившейся в объеме зерен γ-фазы, что снижает скорость диффузии при высоких температурах и создает оптимальный объем этой фазы, что в свою очередь обеспечивает удовлетворительную пластичность и высокую жаропрочность сплава.
Примеры осуществления
Шихтовую заготовку из предлагаемого сплава различных составов и сплава-прототипа выплавляли из чистых шихтовых материалов в вакуумной индукционной печи с тиглем из основной футеровки. После разливки сплавов в кокили ⌀ 60 мм отбирали стружку на химический анализ. Результаты химанализа составов сплава приведены в таблице 1.
Шихтовую заготовку из предлагаемого сплава различных составов и сплава-прототипа выплавляли из чистых шихтовых материалов в вакуумной индукционной печи с тиглем из основной футеровки. После разливки сплавов в кокили ⌀ 60 мм отбирали стружку на химический анализ. Результаты химанализа составов сплава приведены в таблице 1.
Содержание легирующих элементов, газов и примесей, таких как сера, фосфор, сурьма, висмут, определяли по стандартным методикам.
Перед последующими операциями шихтовую заготовку протачивали по поверхности на глубину 1-2 мм для удаления слоя, контактирующего с чугуном, затем разрезали на мерные заготовки весом по 2 кг для последующего переплава.
Образцы ⌀ 16 мм и длиной 150 мм получали методом направленной кристаллизации в вакууме 1,5-2,5 • 10-3 мм рт.ст.
Поверхность образцов и деталей контролировалась путем выявления макроструктуры в смеси соляной кислоты и перекиси водорода. При наличии одного макрозерна вдоль оси образца - отливки считаются монокристаллическими, при наличии двух и более зерен без выклиниваний - со столбчатой структурой.
Свойства предлагаемого сплава с различным соотношением компонентов и сплава- прототипа, полученных по одной и той же технологической схеме, приведены в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что свойства предлагаемого сплава на основе интерметаллида Ni3Аl выше, чем свойства известного. Жаропрочность при температуре 900oС повышается на 21-25% на базе испытания 100 ч, на 17-35% - на базе испытания 500 ч и на 120-150% - на базе испытания 1000 ч; при температуре 1000oС повышается на 39-44% на базе испытания 100 ч, на 75-83% - на базе испытания 500 ч и на 80-90% - на базе испытания 1000 ч; при температуре 1100oС повышается на 18-27% на базе испытания 100 ч, на 20-46% - на базе испытания 500 ч и на 50-80% - на базе испытания 1000 ч.
Использование предлагаемого сплава на основе интерметаллида Ni3Аl повышает надежность изделий и увеличивает их ресурс работы в 2 раза.
Claims (2)
1. Сплав на основе интерметаллида Ni3Аl, содержащий алюминий, хром, молибден, вольфрам, титан, углерод, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кобальт, рений, тантал и лантан при следующем соотношении компонентов, маc.%: Аl - 7,7-8,7; Cr - 5,0-6,0; W - 2,5-3,5; Мо - 4,5-5,5; Ti - 0,3-0,8; С - 0,005-0,01; Со - 3,5-4,5; Re - 1,2-1,8; Та - 0,1-1,0; La - 0,015-0,025; Ni - остальное.
2. Изделие из сплава на основе интерметаллида Ni3Аl, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава по п.1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002129947/02A RU2221890C1 (ru) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002129947/02A RU2221890C1 (ru) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2221890C1 true RU2221890C1 (ru) | 2004-01-20 |
RU2002129947A RU2002129947A (ru) | 2004-12-20 |
Family
ID=32091804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002129947/02A RU2221890C1 (ru) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2221890C1 (ru) |
-
2002
- 2002-11-11 RU RU2002129947/02A patent/RU2221890C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2433197C2 (ru) | Жаропрочный сплав на основе никеля, способ изготовления детали и деталь турбомашины | |
US4849168A (en) | Ti-Al intermetallics containing boron for enhanced ductility | |
Bewlay et al. | Niobium silicide high temperature in situ composites | |
EP1710322A1 (en) | Nickel based superalloy compositions, articles, and methods of manufacture | |
WO2008001758A1 (fr) | Alliage d'aluminium de coulage, rotor de compresseur moulé comprenant l'alliage et leur procédé de fabrication | |
CA2586974C (en) | Nickel-base superalloy | |
EP2913122B1 (en) | Al alloy cast impeller for compressor and process for producing same | |
US5932033A (en) | Silicide composite with niobium-based metallic phase and silicon-modified laves-type phase | |
JPH03257130A (ja) | Ti―Al系耐熱材料 | |
RU2221890C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2434068C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al | |
RU2398906C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al | |
RU2439185C1 (ru) | Жаропрочный литейный сплав на основе никеля | |
EP1760164A1 (en) | Nickel-base superalloy | |
RU2349663C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2433196C1 (ru) | ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2434067C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al | |
RU2610577C1 (ru) | ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2256716C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2160789C2 (ru) | Жаропрочный сплав на основе никеля | |
RU2198233C2 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2297467C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2351673C1 (ru) | ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2230812C1 (ru) | Сплав на основе интерметаллида ni3al и изделие, выполненное из него | |
RU2237093C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131112 |