RU2237741C1 - Casting nickel-based alloy - Google Patents
Casting nickel-based alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2237741C1 RU2237741C1 RU2003111590/02A RU2003111590A RU2237741C1 RU 2237741 C1 RU2237741 C1 RU 2237741C1 RU 2003111590/02 A RU2003111590/02 A RU 2003111590/02A RU 2003111590 A RU2003111590 A RU 2003111590A RU 2237741 C1 RU2237741 C1 RU 2237741C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- nickel
- boron
- based alloy
- sulfide
- Prior art date
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам на основе никеля, используемым для наплавки на детали, работающие в жестких условиях при высокотемпературной сульфидно-оксидной коррозии.The invention relates to metallurgy, in particular to nickel-based alloys used for surfacing on parts operating in harsh conditions under high temperature sulfide-oxide corrosion.
Известен литейный жаропрочный сплав на основе никеля, содержащий следующие компоненты, мас.%: углерод 0,06-0,12, хром 15,0-16,7, кобальт 10,0-11,5, молибден 1,5-2,5, вольфрам 4,5-6,0, алюминий 2,4-3,2, титан 4,2-5,0, иттрий 0,05, бор 0,02, цирконий 0,05, ниобий 0,1-0,3, серу 0,008, фосфор 0,008, марганец 0,30, кремний 0,30, железо 0,5, медь 0,07, азот 0,01, висмут 0,00005, свинец 0,001, сурьму 0,0005, мышьяк 0,0005. (Литейный жаропрочный никелевый сплав ХН58КВТЮМБЛ-ВИ (ЧС70У-ВИ), ТУ 14-1-3658-83). Из данного сплава отливают лопатки турбины газотурбинных установок (ГТУ), которые имеют высокие эксплуатационные свойства: стойкость к сульфидной коррозии и термическую стойкость от окисления при высоких температурах. При ремонте ГТУ восстанавливают изношенные поверхности лопаток с помощью наплавки.Known casting heat-resistant alloy based on Nickel, containing the following components, wt.%: Carbon 0.06-0.12, chromium 15.0-16.7, cobalt 10.0-11.5, molybdenum 1.5-2, 5, tungsten 4.5-6.0, aluminum 2.4-3.2, titanium 4.2-5.0, yttrium 0.05, boron 0.02, zirconium 0.05, niobium 0.1-0 , 3, sulfur 0.008, phosphorus 0.008, manganese 0.30, silicon 0.30, iron 0.5, copper 0.07, nitrogen 0.01, bismuth 0.00005, lead 0.001, antimony 0.0005, arsenic 0, 0005. (Heat-resistant nickel alloy KhN58KVTYUMBL-VI (ChS70U-VI), TU 14-1-3658-83). The turbine blades of gas turbine units (GTU) are cast from this alloy, which have high operational properties: resistance to sulfide corrosion and thermal resistance to oxidation at high temperatures. During the repair of gas turbines, the worn surfaces of the blades are restored using surfacing.
Использовать сплав ЧС 70У-ВИ в качестве присадки при восстановительной наплавке малоэффективно из-за низкой стойкости сварных соединений против образования горячих трещин, т.е. при аргонодуговой сварке сплав имеет низкую технологическую прочность.It is ineffective to use the ChS 70U-VI alloy as an additive in reducing surfacing due to the low resistance of welded joints to the formation of hot cracks, i.e. during argon-arc welding, the alloy has a low technological strength.
Наиболее близким по технической сущности является литейный жаропрочный сплав на основе никеля, содержащий следующие компоненты, мас.%: углерод ≤0,10, хром 32,0-35,0, вольфрам 4,3-5,30, молибден 2,3-3,3, алюминий 0,5-1,10, титан 0,5-1,10, железо ≤4,0, ниобий 0,5-1,10, бор ≤0,008, церий ≤0,030, марганец ≤0,50, кремний ≤0,40, сера ≤0,01, фосфор ≤0,015, никель - остальное. Сплав марки Св-ХН50ВМТЮБ-ВИ (Св-ЭП648-ВИ), ТУ 14-1-2234-77.The closest in technical essence is a casting heat-resistant alloy based on nickel, containing the following components, wt.%: Carbon ≤0.10, chromium 32.0-35.0, tungsten 4.3-5.30, molybdenum 2.3- 3.3, aluminum 0.5-1.10, titanium 0.5-1.10, iron ≤4.0, niobium 0.5-1.10, boron ≤0.008, cerium ≤0.030, manganese ≤0.50 , silicon ≤0.40, sulfur ≤0.01, phosphorus ≤0.015, nickel - the rest. Alloy of the brand Sv-KhN50VMTYUB-VI (Sv-EP648-VI), TU 14-1-2234-77.
Сплав Св-ЭП648-ВИ имеет высокие показатели стойкости и сульфидной коррозии в контакте с основным материалом лопаток (сплав ЧС 70У-ВИ). Однако наплавка на основной материал приводит к образованию горячих трещин, особенно в околошовной зоне из-за недостаточной технологической прочности присадки.Alloy Sv-EP648-VI has high resistance and sulfide corrosion in contact with the main material of the blades (alloy ChS 70U-VI). However, surfacing on the base material leads to the formation of hot cracks, especially in the heat-affected zone due to insufficient technological strength of the additive.
Задачей изобретения является повышение технологической прочности сплава при наплавке с сохранением его твердости и стойкости к сульфидной коррозии при работе сплава в условиях высоких температур.The objective of the invention is to increase the technological strength of the alloy during surfacing while maintaining its hardness and resistance to sulfide corrosion during operation of the alloy at high temperatures.
Поставленная цель достигается тем, что литейный сплав на основе никеля содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:This goal is achieved by the fact that the casting alloy based on Nickel contains components in the following ratio, wt.%:
Углерод ≤0,10Carbon ≤0.10
Хром 32,0-35,0Chrome 32.0-35.0
Вольфрам 4,3-5,50Tungsten 4.3-5.50
Молибден 2,3-3,30Molybdenum 2.3-3.30
Титан 0,50-1,10Titanium 0.50-1.10
Алюминий 0,50-1,10Aluminum 0.50-1.10
Железо ≤4,0Iron ≤ 4.0
Ниобий 0,50-1,10Niobium 0.50-1.10
Бор 0,30-0,55Boron 0.30-0.55
Церий ≤0,030Cerium ≤0.030
Иттрий 0,03-0,05Yttrium 0.03-0.05
Марганец ≤0,50Manganese ≤0.50
Кремний ≤0,40Silicon ≤0.40
Сера ≤0,01Sulfur ≤0.01
Фосфор ≤0,015Phosphorus ≤0.015
Никель ОстальноеNickel Else
Известно, что никелевые жаропрочные коррозионно-стойкие сплавы содержат в своем составе 11-16 важных составляющих элементов в тщательно контролируемых количествах, которые при различном их сочетании придают сплавам самые разнообразные свойства. Известно, что появление горячих трещин можно предотвратить с помощью боридной эвтектики. Горячие трещины в металле шва образуются, когда бор присутствует в очень малых количествах (сотые и тысячные доли процента). Добавление 0,3-0,8% бора достаточно для образования боридной эвтектики и эффективного предотвращения горячих трещин. Известно, что склонность к образованию горячих трещин при сварке зависит от химического состава и степени легирования сплавов. Обычно легированные бором сплавы свариваются проволокой аналогичного основному металлу состава (Б.И. Медовар и др. Аустенитно-боридные стали и сплавы для сварных конструкций, Киев: Наукова думка, 1970, с.23-24, 125-127).It is known that nickel heat-resistant corrosion-resistant alloys contain 11-16 important constituent elements in carefully controlled quantities, which, given their different combinations, give the alloys the most diverse properties. It is known that the occurrence of hot cracks can be prevented using boride eutectic. Hot cracks in the weld metal form when boron is present in very small quantities (hundredths and thousandths of a percent). The addition of 0.3-0.8% boron is sufficient for the formation of boride eutectic and effective prevention of hot cracks. It is known that the tendency to form hot cracks during welding depends on the chemical composition and degree of alloying of the alloys. Usually boron-alloyed alloys are welded with a wire of a composition similar to the base metal (B.I. Medovar et al. Austenitic-boride steels and alloys for welded structures, Kiev: Naukova Dumka, 1970, pp. 23-24, 125-127).
Увеличение содержания бора в предлагаемом сплаве способствует повышению его твердости и жаростойкости при сохранении его пластических свойств, а также способствует противостоять образованию горячих трещин за счет образовавшейся при наплавке боридной фазы, благоприятно воздействующей на подавление кристаллизационных трещин. Кроме того, бориды, входящие в состав боридной фазы, способствуют рафинированию (очищению) границ зерен от вредных ликватов, вредных примесей, кремния, фосфора, серы и других.The increase in boron content in the proposed alloy improves its hardness and heat resistance while maintaining its plastic properties, and also helps to resist the formation of hot cracks due to the boride phase formed during surfacing, which favorably suppresses crystallization cracks. In addition, the borides that make up the boride phase contribute to the refinement (purification) of grain boundaries from harmful liquids, harmful impurities, silicon, phosphorus, sulfur and others.
Введение в никелевый сплав добавок иттрия и бора в предложенных пределах повышает технологическую прочность сплава и повышает его стойкость к сульфидной коррозии при высоких температурах.The introduction of yttrium and boron additives into the nickel alloy within the proposed limits increases the technological strength of the alloy and increases its resistance to sulfide corrosion at high temperatures.
Предложенный сплав выполняют из чистых шихтовых материалов индукционным способом в вакууме и разливают его в керамические формы. Перед наплавкой сплав подвергают обработке для удаления литейной корки.The proposed alloy is made of pure charge materials by induction in a vacuum and poured into ceramic forms. Before surfacing, the alloy is subjected to processing to remove the casting peel.
Для определения свойств предлагаемого сплава произведены сравнительные испытания данного сплава с прототипом: испытания на сульфидную коррозию, расчет и определение критической скорости деформации наплавляемых сплавов (А кр), замер микротвердости наплавляемых сплавов.To determine the properties of the proposed alloy, comparative tests of this alloy with a prototype were performed: sulfide corrosion tests, calculation and determination of the critical strain rate of deposited alloys (A cr), microhardness of deposited alloys.
Для испытания на сульфидную коррозию предлагаемый сплав и сварочную проволоку Св-ЭП648ВИ наплавляли на образцы из сплава ЧС70У-ВИ. После наплавки производили механическую обработку (размеры образцов с наплавленным металлом - 10 мм×17 мм) и термическую обработку.For testing for sulfide corrosion, the proposed alloy and welding wire Sv-EP648VI were deposited on samples from the ChS70U-VI alloy. After surfacing, mechanical processing was performed (the dimensions of the samples with deposited metal - 10 mm × 17 mm) and heat treatment.
Количественную оценку стойкости сплавов против образования горячих трещин производили по методике ИМЕТ-ЦНИИЧМ с расчетом и определением критической скорости деформации - А кр.A quantitative assessment of the resistance of alloys to the formation of hot cracks was carried out according to the IMET-TsNIICHM method with the calculation and determination of the critical strain rate - A cr.
Химический состав предлагаемого и известного (прототип) сплавов приведен в таблице 1. В таблице 2 приведены результаты сравнительных испытаний предложенного и известного сплавов. Установлено, что увеличение или снижение мас.% бора и иттрия за предложенные пределы легирования приводит к снижению стойкости сплава и образованию горячих трещин.The chemical composition of the proposed and known (prototype) alloys are shown in table 1. Table 2 shows the results of comparative tests of the proposed and known alloys. It was found that an increase or decrease in wt% of boron and yttrium beyond the proposed alloying limits leads to a decrease in the alloy resistance and the formation of hot cracks.
Результаты ЛЮМ и рентген-контроля и металлографических исследований, проводимые после наплавки и термической обработки, показали отсутствие дефектов как в наплавленном металле, так и в околошовной зоне.The results of LUM and X-ray control and metallographic studies carried out after surfacing and heat treatment showed the absence of defects both in the deposited metal and in the heat-affected zone.
Преимущество предложенного сплава состоит в более высокой технологической прочности сплава при наплавке с сохранением уровня твердости и стойкости к сульфидной коррозии.The advantage of the proposed alloy is a higher technological strength of the alloy during surfacing while maintaining the level of hardness and resistance to sulfide corrosion.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111590/02A RU2237741C1 (en) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Casting nickel-based alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111590/02A RU2237741C1 (en) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Casting nickel-based alloy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2237741C1 true RU2237741C1 (en) | 2004-10-10 |
RU2003111590A RU2003111590A (en) | 2004-12-20 |
Family
ID=33537910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003111590/02A RU2237741C1 (en) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Casting nickel-based alloy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2237741C1 (en) |
-
2003
- 2003-04-21 RU RU2003111590/02A patent/RU2237741C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ТУ-14-1-2234-77. Издательство стандартов, 1977. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100473039B1 (en) | Ni-base heat resistant alloy excellent in weldability and strength at elavated temperature, weld joint using the same, and tube for ethylene cracking furnace or reformer furnace using the same | |
KR101259686B1 (en) | Nickel-based alloy | |
JP5742447B2 (en) | High hardness overlaying alloy powder | |
CA3019556C (en) | Welding structure member | |
KR101345074B1 (en) | Ni-BASED ALLOY MATERIAL | |
EP2119802A1 (en) | Austenitic stainless steel welded joint and austenitic stainless steel welding material | |
WO2019098034A1 (en) | Austenitic heat-resistant steel welding metal, welded joint, welding material for austenitic heat-resistant steel, and method for producing welded joint | |
JP2011219864A (en) | Heat resistant steel for exhaust valve | |
JP6965938B2 (en) | Austenitic Stainless Steel Welded Metals and Welded Structures | |
JPH09225679A (en) | Ni base heat resistant brazing filter metal excellent in wettability and corrosion resistance | |
JP2009144203A (en) | Austenitic high alloy-welded joint and austenitic high alloy welding material | |
JP4972972B2 (en) | Ni-based alloy | |
JP5788360B2 (en) | Heat-resistant steel for exhaust valves | |
JP6212920B2 (en) | Metal material | |
JP6257454B2 (en) | Overlay weld metal and machine structure | |
KR20030095984A (en) | Ni-Cr-Mo-Cu ALLOYS RESISTANT TO SULFURIC ACID AND WET PROCESS PHOSPHORIC ACID | |
RU2373039C1 (en) | Welding wire for welding heat-resistant alloys | |
WO2017154754A1 (en) | Welded metal and welded structure containing said welded metal | |
JP6795038B2 (en) | Austenitic heat-resistant alloy and welded joints using it | |
JPH06142980A (en) | Welding material for austenitic stainless steel having excellent high-temperature strength | |
RU2237741C1 (en) | Casting nickel-based alloy | |
JP6638552B2 (en) | Welding material for austenitic heat-resistant steel | |
JP6638551B2 (en) | Austenitic heat-resistant steel weld metal and welded joint having the same | |
RU2264479C2 (en) | Casting alloy on the basis of nickel | |
JP2005144488A (en) | Build-up welding material for continuous casting roll and roll using it |