RU2341576C2 - Casting copper-bearing alloy based on nickel - Google Patents

Casting copper-bearing alloy based on nickel Download PDF

Info

Publication number
RU2341576C2
RU2341576C2 RU2007100790/02A RU2007100790A RU2341576C2 RU 2341576 C2 RU2341576 C2 RU 2341576C2 RU 2007100790/02 A RU2007100790/02 A RU 2007100790/02A RU 2007100790 A RU2007100790 A RU 2007100790A RU 2341576 C2 RU2341576 C2 RU 2341576C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nickel
copper
alloy
vanadium
niobium
Prior art date
Application number
RU2007100790/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007100790A (en
Inventor
Владимир Иванович Холодный (RU)
Владимир Иванович Холодный
Валентин Николаевич Морозов (RU)
Валентин Николаевич Морозов
Анатолий Георгиевич Кравченко (RU)
Анатолий Георгиевич Кравченко
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" filed Critical Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
Priority to RU2007100790/02A priority Critical patent/RU2341576C2/en
Publication of RU2007100790A publication Critical patent/RU2007100790A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2341576C2 publication Critical patent/RU2341576C2/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: casting copper-bearing alloy based on nickel contains wt %: copper 26-32, carbon 0.03-0.09, aluminium 1.2-2.2, titanium 1.5-2.0, niobium 1.2-2.3, vanadium 0.1-0.6, zirconium 0.05-0.1, cerium, lanthanum or dysprosium 0.01-0.2, nickel - the rest.
EFFECT: increasing of alloy mechanical properties, decreasing of porosity, increasing of surface condition and providing of performance featheredge at mold castings, improving of grain boundary structure with keeping high strength and thermal conduction of molding material.
1 tbl

Description

Изобретение относится к области металлурги, в частности к литейным сплавам на никелевой основе, и может быть использовано для изготовления отливок с улучшенными механическими свойствами, например, для корпусных деталей агрегатов подачи жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).The invention relates to the field of metallurgy, in particular to casting alloys based on nickel, and can be used for the manufacture of castings with improved mechanical properties, for example, for body parts of units for supplying liquid rocket engines (LRE).

Известен сплав на основе никеля, содержащий медь, углерод, алюминий, титан, ниобий, ванадий, цирконий в определенном соотношении компонентов (авторское свидетельство №1492751, МПК С22С 19/00, 1987 г.). Сплав относится к порошковым высокопрочным сплавам.Known alloy based on Nickel, containing copper, carbon, aluminum, titanium, niobium, vanadium, zirconium in a certain ratio of components (copyright certificate No. 1492751, IPC C22C 19/00, 1987). The alloy refers to high-strength powder alloys.

Недостатком известного сплава на основе никеля при использовании его для изготовления фасонного литья, является повышенная пористость, загрязненность границ зерен в структуре материала отливок оксисульфидами и карбонитридами, невысокий уровень механических свойств, низкое качество поверхности и неудовлетворительная заполняемость тонких кромок при литье. Задачей изобретения является устранение указанных недостатков известного сплава и получение литейного сплава на никелевой основе с повышенными механическими характеристиками, уменьшение пористости, повышение качества поверхности, выполнение тонких кромок при фасонном литье, улучшение структуры границ зерен при условии сохранения высокой прочности и теплопроводности материала отливок.A disadvantage of the known nickel-based alloy when used for the manufacture of shaped castings is increased porosity, contamination of grain boundaries in the structure of the material of castings with oxysulfides and carbonitrides, a low level of mechanical properties, low surface quality and poor filling of thin edges during casting. The objective of the invention is to eliminate these drawbacks of the known alloy and obtain a casting alloy on a nickel basis with improved mechanical characteristics, reducing porosity, improving the quality of the surface, making thin edges during shaped casting, improving the grain boundary structure while maintaining high strength and thermal conductivity of the casting material.

Поставленная задача достигается за счет того, что литейный сплав на основе никеля, содержащий медь, углерод, алюминий, титан, ниобий, ванадий, цирконий, согласно изобретению дополнительно содержит редкоземельные элементы: церий, лантан или диспрозий при следующем соотношении компонентов (мас.%): медь 26-32; углерод 0,03-0,09; алюминий 1,5-2,2; титан 1,5-2,0; ниобий 1,2-2,3; ванадий 0,1-0,6; цирконий 0,05-0,1, церий, лантан или диспрозий 0,01-0,2; никель - остальное.The problem is achieved due to the fact that the casting alloy based on Nickel, containing copper, carbon, aluminum, titanium, niobium, vanadium, zirconium, according to the invention additionally contains rare earth elements: cerium, lanthanum or dysprosium in the following ratio of components (wt.%) : copper 26-32; carbon 0.03-0.09; aluminum 1.5-2.2; titanium 1.5-2.0; niobium 1.2-2.3; vanadium 0.1-0.6; zirconium 0.05-0.1, cerium, lanthanum or dysprosium 0.01-0.2; nickel - the rest.

Снижение содержания меди до 26-32 мас.% способствует уменьшению пористости материала отливок.A decrease in copper content to 26-32 wt.% Helps to reduce the porosity of the material of the castings.

Повышение содержания никеля до 60-70 мас.%, ниобия до 1,2-2,3 мас.%, титана до 1,5-2,0 мас.% и алюминия до 1,2-2,2 мас.% способствует повышению его прочности при пониженной и повышенной температурах, так как эти элементы входят в состав основной упрочняющей γ'-фазы типа Ni3 (Al, Ti, Nb).The increase in nickel content to 60-70 wt.%, Niobium to 1.2-2.3 wt.%, Titanium to 1.5-2.0 wt.% And aluminum to 1.2-2.2 wt.% Contributes to increase its strength at low and high temperatures, since these elements are part of the main hardening γ'-phase type Ni 3 (Al, Ti, Nb).

Расширены пределы содержания ванадия до 0,1-0.6 мас.% сильного карбидообразующего элемента. Связывая углерод в устойчивые карбиды VC, расположенные в теле зерна, ванадий способствует очищению границ зерен от карбидных выделений.The vanadium content limits are expanded to 0.1-0.6 wt.% Of a strong carbide-forming element. By binding carbon to stable VC carbides located in the grain body, vanadium helps to clean grain boundaries from carbide precipitates.

Цирконий сохранен в составе сплава в качестве микролегирующего элемента для модификации границ зерен.Zirconium is stored in the alloy as a microalloying element for modifying grain boundaries.

Редкоземельные элементы (церий, лантан или диспрозий) в количестве 0,01-0,2 мас.% введены в сплав для улучшения заполняемости тонких кромок, модифицирования структуры в качестве элементов, способствующих переохлаждению сплава при кристаллизации за счет подавления центров кристаллизации, а также для глобуляризации включений по границам зерен и подавления вредного влияния примесей (серы) на механические свойства сплава.Rare earth elements (cerium, lanthanum or dysprosium) in an amount of 0.01-0.2 wt.% Are introduced into the alloy to improve the filling of thin edges, modify the structure as elements that contribute to supercooling of the alloy during crystallization by suppressing crystallization centers, and also globularization of inclusions along grain boundaries and suppression of the harmful effect of impurities (sulfur) on the mechanical properties of the alloy.

Сплавы получали выплавкой в вакуумной установке с заливкой форм заготовок образцов для механических испытаний и корпусных деталей для агрегатов подачи ЖРД, получаемых методом литья по выплавляемым моделям.Alloys were obtained by smelting in a vacuum installation with pouring the shapes of sample blanks for mechanical tests and body parts for LRE feed units obtained by investment casting.

Качество поверхности отливок удовлетворительное, успешно залиты кромки радиусом 0,2 мм, границы зерен в структуре материала отливок менее загрязнены, чем границы зерен сплава-прототипа.The surface quality of the castings is satisfactory, edges with a radius of 0.2 mm are successfully filled, the grain boundaries in the structure of the material of the castings are less contaminated than the grain boundaries of the prototype alloy.

Из отлитых образцов и деталей после высокотемпературной газостатической и термической обработки изготавливали образцы для механических испытаний, сравнительные результаты которых приведены в таблице. В ней представлены результаты механических испытаний литейного варианта сплава-прототипа при 20°С и результаты испытаний предлагаемого сплава при температурах 20, 540 и 600°С.Of the cast samples and parts after high-temperature gas-static and heat treatment, samples were made for mechanical tests, the comparative results of which are given in the table. It presents the results of mechanical tests of the casting variant of the prototype alloy at 20 ° C and the test results of the proposed alloy at temperatures of 20, 540 and 600 ° C.

Анализ результатов механических испытаний, представленных в таблице, показывает, что по сравнению с прототипом улучшены прочностные свойства литейного сплава при некотором снижении пластичности. При этом уровень механических свойств при комнатной и повышенной температурах соответствует уровню свойств высокопрочных никелевых сплавов.Analysis of the results of the mechanical tests presented in the table shows that, in comparison with the prototype, the strength properties of the cast alloy are improved with a slight decrease in ductility. Moreover, the level of mechanical properties at room and elevated temperatures corresponds to the level of properties of high-strength nickel alloys.

ПримерExample Состав сплава, мас.%The composition of the alloy, wt.% Результаты механических испытаний при температуреResults of mechanical tests at temperature НикельNickel МедьCopper УглеродCarbon АлюминийAluminum НиобийNiobium ВанадийVanadium ЦирконийZirconium Церий, лантан или диспрозийCerium, Lanthanum or Dysprosium ЖелезоIron 20°С20 ° C 540°C540 ° C 600°C600 ° C σв, МПаσ in , MPa σ0,2 МПаσ 0.2 MPa δ5 %δ 5 % Ψ %Ψ% σв, МПаσ in , MPa σ0,2 МПаσ 0.2 MPa δ5 %δ 5 % Ψ %Ψ% σв, МПаσ in , MPa σ0,2 МПаσ 0.2 MPa δ5 %δ 5 % Ψ %Ψ% Литейный вариант сплава-прототипа*Foundry alloy prototype * Предлагаемый сплав**Suggested Alloy ** приведены интервалы значений результатов химического анализа и механических испытаний материала:
* - четырех плавок.
** - шести плавок.
The ranges of values of the results of chemical analysis and mechanical testing of the material are given:
* - four swimming trunks.
** - six swimming trunks.

Claims (1)

Литейный медьсодержащий сплав на основе никеля, содержащий медь, алюминий, титан и редкоземельный элемент, отличающийся тем, что он дополнительно содержит углерод, ниобий, ванадий и цирконий, а в качестве редкоземельного элемента он содержит церий, лантан или диспрозий при следующем соотношении компонентов, мас.%:Nickel-based foundry copper-containing alloy containing copper, aluminum, titanium and a rare earth element, characterized in that it additionally contains carbon, niobium, vanadium and zirconium, and as a rare earth element it contains cerium, lanthanum or dysprosium in the following ratio of components, wt .%: медьcopper 26-3226-32 углеродcarbon 0,03-0,090.03-0.09 алюминийaluminum 1,2-2,21.2-2.2 титанtitanium 1,5-2,01.5-2.0 ниобийniobium 1,2-2,31.2-2.3 ванадийvanadium 0,1-0,60.1-0.6 цирконийzirconium 0,05-0,10.05-0.1 церий, лантан или диспрозийcerium, lanthanum or dysprosium 0,01-0,20.01-0.2 никельnickel остальноеrest
RU2007100790/02A 2007-01-09 2007-01-09 Casting copper-bearing alloy based on nickel RU2341576C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100790/02A RU2341576C2 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Casting copper-bearing alloy based on nickel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100790/02A RU2341576C2 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Casting copper-bearing alloy based on nickel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007100790A RU2007100790A (en) 2008-07-27
RU2341576C2 true RU2341576C2 (en) 2008-12-20

Family

ID=39810347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007100790/02A RU2341576C2 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Casting copper-bearing alloy based on nickel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2341576C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2600787C1 (en) * 2015-06-25 2016-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Copper-nickel alloy and article made therefrom

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2600787C1 (en) * 2015-06-25 2016-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Copper-nickel alloy and article made therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007100790A (en) 2008-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5300118B2 (en) Aluminum alloy casting manufacturing method
JP5069111B2 (en) Al-Si-Mg-Zn-Cu alloy for aerospace and automotive castings
Birol Impact of grain size on mechanical properties of AlSi7Mg0. 3 alloy
JP5861254B2 (en) Aluminum alloy casting and manufacturing method thereof
US11280292B2 (en) Method for producing an engine component, engine component, and use of an aluminum alloy
RU2730821C1 (en) Heat resistant aluminum powder material
CN112391562B (en) Aluminum alloy and preparation method thereof
US11391238B2 (en) Process for producing an engine component, engine component and the use of an aluminum alloy
CN110157959A (en) A kind of pack alloy of high-intensity and high-tenacity and preparation method thereof
Zhang et al. Effects of Mn content on microstructures and mechanical properties of Al-5.0 Cu-0.5 Fe alloys prepared by squeeze casting
RU2660492C1 (en) Casting aluminum-calcium alloy
RU2341576C2 (en) Casting copper-bearing alloy based on nickel
RU2415193C1 (en) Cast alloy on base of aluminium
JP2022177040A (en) Aluminum alloy for die casting and die cast aluminum alloy material
JP5660689B2 (en) Aluminum alloy for casting and aluminum alloy casting
RU2490351C1 (en) Aluminium-based cast alloy
RU2439185C1 (en) Heat-resistant cast alloy on basis of nickel
RU2741874C1 (en) Cast aluminum-calcium alloy based on secondary raw materials
RU2714564C1 (en) Cast aluminum alloy
RU2708729C1 (en) Cast aluminum alloy
RU2441091C2 (en) Cast aluminium alloy-(sparingly-alloyed high-strength silumin)
RU2614228C1 (en) Titanium-based cast alloy
CN113046606A (en) Aluminum alloy, preparation method thereof and aluminum alloy structural part
RU2330085C1 (en) Alloy on aluminium base
RU2659514C1 (en) Casting aluminum-silicon alloy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170110