RU2278178C1

RU2278178C1 - Сплав на основе никеля и изделие, выполненное из него

Info

Publication number: RU2278178C1
Application number: RU2004137305/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Лукин (RU); Владимир Иванович Лукин; Виктор Ананьевич Калицев (RU); Виктор Ананьевич Калицев; Анатолий Иванович Щербаков (RU); Анатолий Иванович Щербаков; Александр Геннадьевич Евгенов (RU); Александр Геннадьевич Евгенов; Даниил Ефимович Герасимов (RU); Даниил Ефимович Герасимов
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-06-20

Abstract

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе никеля, предназначенным для изготовления деталей и узлов, обладающих высоким уровнем износо- и коррозионной стойкости, антифрикционных свойств, применяемых в авиационной промышленности. Предложен сплав на основе никеля и изделие, выполненное из него. Сплав содержит медь, кремний, титан, магний, алюминий, лантан и скандий, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Cu 30,0-33,0; Si 2,5-3,2; Ti 0,5-1,0; Mg 0,05-0,3; Al 2,5-3,2; La 0,07-0,25; Sc 0,01-0,03; Ni остальное. Технический результат - повышение механических свойств. Использование предлагаемого сплава повысит ресурс и надежность изделий авиационной техники. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе никеля, предназначенным для изготовления деталей и узлов, обладающих высоким уровнем износо- и коррозионной стойкости, антифрикционных свойств, и применяемым в авиационной промышленности.

Известен сплав на основе никеля следующего химического состава, мас.%:

Cu	28,0-33,0
Si	0,1-1,0
Ti	0,40-0,80
Al	2,0-4,0
Fe	1,0-2,0
Mn	1,0-2,0
С	0,05-0,30
Cr+Co+Mg+Re	≤2,0
Ni	остальное

(патент КНР №1405343)

Из известного сплава изготавливаются рабочие валы топливных насосов, инструменты и приборы для нефтяных скважин, хирургические инструменты.

Cu	30-33,0
Si	0,2-0,5
Al	2,0-3,5
Fe	0,5-2,0
Mn	1,0-2,0
Ni	остальное

(а.с. СССР №159037)

Известный сплав применяется для изготовления корабельных винтов, деталей электронной аппаратуры.

Недостатком известных сплавов являются низкие значения твердости и предела прочности. Сплавы неприменимы для изготовления деталей топливной аппаратуры авиационных двигателей из-за низкого ресурса и малой надежности.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе никеля следующего химического состава, мас.%:

Cu	30,0-33,0
Si	3,9-4,3
Ti	0,05-0,25
Mg	0,03-0,2
Fe	1,5-2,8
Mn	0,5-1,5
Nb	0,05-0,25
Ni	остальное

и изделие, выполненное из него (Патент РФ №2191843)

Недостатком этого сплава и изделий являются недостаточно высокие механические свойства.

Технической задачей изобретения является разработка сплава на основе никеля и изделия, выполненного из него, обладающих высокими механическими свойствами.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен сплав на основе никеля, содержащий медь, кремний, титан, магний, который дополнительно содержит алюминий, лантан и скандий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Cu	30-33,0
Si	2,5-3,2
Al	2,5-3,2
Ti	0,5-1,0
Mg	0,05-0,3
La	0,07-0,25
Sc	0,01-0,03
Ni	остальное

и изделие, выполненное из него.

Предлагаемый сплав может применяться для изготовления деформированных полуфабрикатов, используемых в узлах трения, в топливной аппаратуре, например для изготовления золотниковых пар топливной аппаратуры ГТД.

Авторами установлено, что введение в сплав на основе никеля алюминия, лантана и скандия в заявленном соотношении и содержании других компонентов позволит повысить механические свойства сплава и изделия, выполненного из него.

Примеры осуществления

Сплав выплавляется в вакуумных индукционных печах с использованием как чистых шихтовых материалов, так и отходов собственного производства на стандартном оборудовании по принятой технологии.

После расплавления меди, никеля и кремния в расплав присаживают титан, алюминий, скандий, после чего вводят лантан и магний.

Разлив металла производится, в основном, в металлические формы (медные, чугунные изложницы) при температуре 1350-1390°С.

Затем слитки сплава подвергаются деформации на прессе при температуре 950-1100°С на прутки, поковки, шайбы.

Полученные литые заготовки были продеформированы с ⌀45-60 на прутки ⌀15-36 мм. Прутки подвергали термообработке, состоящей из закалки и старения.

Составы и свойства предлагаемого сплава и сплава-прототипа приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1
№ п/п		Cu	Si	Al	Ti	Mg	La	Sc	Fe		Mn	Nb	Ni
Предлагаемый	1	33,0	3,2	2,8	1,0	0,3	0,25	0,03	-		-	-	основа
	2	31,6	2,9	3,2	0,6	0,15	0,12	0,02	-		-	-	-
	3	30,0	2,5	2,5	0,5	0,05	0,07	0,01	-		-	-	-
4 прототип		32,1	4,0	-	0,1	0,1	-	-	2,0		1,0	0,1	-
Таблица 2
№ п/п		σ_в, МПа				δ,%				НВ
Предлагаемый	1	1380				20				375
	2	1365				22				365
	3	1350				24				360
4 прототип		1300				16,0				330

Из таблицы 2 видно, что получен прирост механических свойств предлагаемого сплава по сравнению со сплавом-прототипом: по пределу прочности 6-7%, относительному удлинению 25-50%, по твердости - 10-15%.

Использование предлагаемого сплава позволит повысить ресурс и надежность изделий авиационной техники.

Claims

1. Сплав на основе никеля, содержащий медь, кремний, титан, магний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюминий, лантан и скандий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Cu 30,0-33,0 Si 2,5-3,2 Ti 0,5-1,0 Mg 0,05-0,3 Al 2,5-3,2 La 0,07-0,25 Sc 0,01-0,03 Ni Остальное

2. Изделие из сплава на основе никеля, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава по п.1.