RU2308499C1 - 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
- RU2308499C1 RU2308499C1 RU2006116778/02A RU2006116778A RU2308499C1 RU 2308499 C1 RU2308499 C1 RU 2308499C1 RU 2006116778/02 A RU2006116778/02 A RU 2006116778/02A RU 2006116778 A RU2006116778 A RU 2006116778A RU 2308499 C1 RU2308499 C1 RU 2308499C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- intermetallic compound
- alloy based
- intermetallic
- same
- Prior art date
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к литейным интерметаллидным сплавам на основе Ni3Al и изделиям, получаемым методом точного литья по выплавляемым моделям с монокристаллической структурой, таким как рабочие и сопловые лопатки газотурбинных двигателей, используемых в авиационной промышленности. Сплав содержит, мас.%: Al 8,2-8,6, Cr 4,8-5,2, Мо 2,5-3,0, W 2,0-2,4, Ti 1,2-1,5, С 0,001-0,02, Re 0,05-1,2, La 0,015-0,3, Та 1,2-1,6, Zr 0,05-0,5, Ni - остальное. Сплав имеет повышенные жаропрочность и кратковременную прочность при температуре 1200°С и циклическую термостойкость при нагреве и охлаждении 200↔1200°С. Использование предлагаемого сплава на основе интерметаллида Ni3Al повышает надежность изделий и увеличивает ресурс их работы. 2 н.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 с монокристаллической структурой, таким как рабочие и сопловые лопатки газотурбинных двигателей, используемых в авиационной промышленности.
Известен сплав на основе интерметаллида Ni3Al (Патент США №4990199), следующего химического состава мас.%:
Al | 10-16 |
Si | 0,5-8 |
Та | 0,5-9 |
Hf | 0,1-2 |
В | 0,1-2 |
Ni | остальное |
Сплав обладает недостаточно высокими качествами - не превышающая 850°С рабочая температура и неудовлетворительная долговечность при рабочей температуре.
Изделия из этого сплава используются в наземных газоперекачивающих установках с ограниченным ресурсом работы.
Известен сплав на основе интерметаллида Ni3Al (Патент РФ 2256716), следующего химического состава 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 |
C | 0,001-0,02 |
Со | 4,0-6,0 |
Re | 1,2-1,8 |
La | 0,002-0,2 |
Zr | 0,05-0,5 |
Ni | остальное |
Недостатком этого сплава является не превышающая 1100°С рабочая температура и недостаточная долговечность при рабочей температуре.
Изделия из этого сплава могут быть использованы в газотурбинных двигателях с ограниченным ресурсом работы.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе интерметаллида Ni3Al (Патент РФ 2237093), имеющий химический состав мас.%:
Al | 8,5-9,5 |
Cr | 4,8-5,5 |
W | 2,6-3,2 |
Мо | 2,5-3,5 |
Ti | 1,0-1,6 |
С | 0,001-0,005 |
Re | 1,0-3,5 |
La | 0,0015-0,015 |
Ni | остальное |
Сплав обладает недостаточно высокими жаропрочностью и кратковременной прочностью при температуре 1200°С, а также циклической термостойкостью при нагреве и охлаждении 200↔1200°С.
Применение изделий из этого сплава ограничено для двигателей нового поколения.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка сплава и изделия, выполненного из него, обладающих повышенными жаропрочностью и кратковременной прочностью при температуре 1200°С и циклической термостойкостью при нагреве и охлаждении 200↔1200°С.
Для достижения поставленной технической задачи предлагается сплав на основе интерметаллида Ni3Al, содержащий алюминий, хром, молибден, вольфрам, титан, углерод, рений, лантан, никель, который дополнительно содержит тантал и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Al | 8,2-8,6 |
Cr | 4,8-5,2 |
Мо | 2,5-3,0 |
W | 2,0-2,4 |
Ti | 1,2-1,5 |
С | 0,001-0,02 |
Re | 0,05-1,2 |
La | 0,015-0,3 |
Та | 1,2-1,6 |
Zr | 0,05-0,5 |
Ni | остальное |
и изделие, выполненное из него.
Авторами было установлено, что при введении тантала и циркония и заявленном содержании и соотношениях компонентов в предлагаемом сплаве на основе интерметаллида Ni3Al наблюдается образование эвтектической термостабильной структуры в осях дендритов и одновременно образование гетерофазной структуры в межосных пространствах, что способствует снижению скорости диффузии при высоких температурах, как в объеме зерна, так и по границам и обеспечивает повышение жаропрочности и кратковременной прочности при температуре 1200°С и термоусталости 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 ⌀50 мм отбирали стружку на химический анализ. Результаты химанализа составов сплава приведены в таблице 1.
Содержание легирующих элементов, газов и примесей, таких как железо, кремний, сера, фосфор, свинец, висмут, олово и сурьма, определяли по стандартным методикам.
Таблица 1 | |||||||||||
Состав | Содержание элементов, мас.% | ||||||||||
Al | Cr | Мо | W | Ti | С | Re | La | Та | Zr | Ni | |
1 | 8,2 | 5,0 | 2,5 | 2,2 | 1,5 | 0,001 | 1,0 | 0,015 | 1,4 | 0,5 | Ост. |
2 | 8,6 | 4,8 | 3,0 | 2,0 | 1,3 | 0,015 | 1,2 | 0,15 | 1,2 | 0,3 | "-" |
3 | 8,4 | 5,2 | 2,75 | 2,4 | 1,2 | 0,02 | 0,05 | 0,3 | 1,6 | 0,05 | "-" |
Прототип | 9,0 | 5,2 | 3,0 | 2,9 | 1,3 | 0,003 | 2,25 | 0,01 | - | - | "-" |
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 методом высокоградиентной направленной кристаллизации. После переплава получали образцы ⌀16 мм и длиной 150 мм.
Свойства предлагаемого сплава с различным соотношением компонентов и сплава-прототипа приведены в таблице 2.
Таблица 2 | |||
Свойства | Предел длительной прочности (жаропрочность) при 1200°С на базе100 час (σ100 1200), МПа | Предел кратковременной прочности при 1200°С (σB 1200), МПа | Термостойкость циклическая при 200↔1200°С, Vн=Vохл.=1 мин.; цикл. |
1 | 55 | 250,6 | 464 |
2 | 58 | 249,0 | 466 |
3 | 60 | 241,0 | 465 |
Прототип | 50 | 210 | 360 |
Из таблицы 2 видно, что свойства предлагаемого сплава на основе интерметаллида Ni3Al выше, чем свойства известного. Предел длительной прочности (жаропрочность) при температуре 1200°С на базе 100 часов (σ100 1200) предлагаемого сплава на 10,0-20,0% выше, чем известного сплава; предел кратковременной прочности при температуре 1200°С (σB 1200) - на 14,8-19,3%; термостойкость циклическая при 200↔1200°С, Vн=Vохл.=1 мин у предлагаемого сплава выше на 28,9-29,4%, чем у сплава-прототипа.
Использование предлагаемого сплава на основе интерметаллида Ni3Al повышает надежность изделий и увеличивает ресурс их работы.
Claims (2)
1. Сплав на основе интерметаллида Ni3Al, содержащий алюминий, хром, молибден, вольфрам, титан, углерод, рений, лантан, никель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тантал и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Изделие из сплава на основе интерметаллида Ni3Al, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава по п.1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006116778/02A RU2308499C1 (ru) | 2006-05-17 | 2006-05-17 | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006116778/02A RU2308499C1 (ru) | 2006-05-17 | 2006-05-17 | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2308499C1 true RU2308499C1 (ru) | 2007-10-20 |
Family
ID=38925298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006116778/02A RU2308499C1 (ru) | 2006-05-17 | 2006-05-17 | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2308499C1 (ru) |
-
2006
- 2006-05-17 RU RU2006116778/02A patent/RU2308499C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4849168A (en) | Ti-Al intermetallics containing boron for enhanced ductility | |
EP1433865B2 (en) | High-strength Ni-base superalloy and gas turbine blades | |
JPH04107233A (ja) | Ti―Al系軽量耐熱材料 | |
JP4719583B2 (ja) | 強度、耐食性及び耐酸化特性に優れた一方向凝固用ニッケル基超合金及び一方向凝固ニッケル基超合金の製造方法 | |
JP5558050B2 (ja) | 強度及び耐酸化特性に優れた一方向凝固用ニッケル基超合金 | |
JP2012255196A (ja) | Ni基超合金と、それを用いたガスタービンのタービン動・静翼 | |
RU2308499C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
JP3679973B2 (ja) | 単結晶Ni基耐熱合金およびタービン翼およびガスタービン | |
CN114737072B (zh) | 一种k417g镍基高温合金精炼制备以及成型方法 | |
RU2398906C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al | |
JP2510141B2 (ja) | Ti―Al系軽量耐熱材料 | |
JP4230970B2 (ja) | 凝固方向強度と結晶粒界強度の優れた一方向凝固用Ni基超合金、鋳造物およびガスタービン用高温部品 | |
RU2434068C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al | |
RU2351673C1 (ru) | ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2256716C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2610577C1 (ru) | ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2433196C1 (ru) | ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2349663C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2245387C1 (ru) | Сплав на основе интерметаллида ni3al и изделие, выполненное из него | |
RU2434067C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al | |
RU2256714C1 (ru) | ЖАРОСТОЙКИЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
JP2732934B2 (ja) | 高温強度および高温耐酸化性のすぐれたNi基合金製恒温鍛造金型 | |
JP2592440B2 (ja) | Ti―Al系軽量耐熱・耐酸化材料 | |
RU2516215C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al С МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2230812C1 (ru) | Сплав на основе интерметаллида ni3al и изделие, выполненное из него |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180215 Effective date: 20180215 |