RU2349663C1 - ALLOY ON BASIS OF INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND PRODUCT, MADE OF IT - Google Patents
ALLOY ON BASIS OF INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND PRODUCT, MADE OF IT Download PDFInfo
- Publication number
- RU2349663C1 RU2349663C1 RU2007141184/02A RU2007141184A RU2349663C1 RU 2349663 C1 RU2349663 C1 RU 2349663C1 RU 2007141184/02 A RU2007141184/02 A RU 2007141184/02A RU 2007141184 A RU2007141184 A RU 2007141184A RU 2349663 C1 RU2349663 C1 RU 2349663C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- basis
- intermetallic
- increasing
- intermetallic compound
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным сплавам на основе интерметаллида Ni3Al и изделиям, получаемым методом точного литья по выплавляемым моделям с направленной столбчатой и монокристаллической структурами, таким как, например, рабочие и сопловые лопатки, блоки сопловых лопаток и другие детали газотурбинных двигателей авиационной, автомобильной промышленности.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to cast alloys based on Ni 3 Al intermetallic and products obtained by precision casting on investment casting with directional columnar and single-crystal structures, such as, for example, working and nozzle blades, nozzle blade blocks and other details gas turbine engines of the aviation, automotive industry.
Известен сплав на основе интерметаллида Ni3Al следующего химического состава, мас.%:Known alloy based on intermetallic Ni 3 Al of the following chemical composition, wt.%:
(патент США №6106640).(US patent No. 6106640).
Недостатком этого сплава является нулевая пластичность при комнатной температуре и неудовлетворительная пластичность в диапазоне температур 100-800°С.The disadvantage of this alloy is zero ductility at room temperature and poor ductility in the temperature range 100-800 ° C.
Изделия из этого сплава используются для наземных ГТД при температурах эксплуатации до 1100°С.Products from this alloy are used for ground-based gas turbine engines at operating temperatures up to 1100 ° С.
Известен сплав на основе интерметаллида Ni3Al и изделия, получаемые методами гранульной металлургии, следующего химического состава, мас.%:Known alloy based on intermetallic Ni 3 Al and products obtained by the methods of granular metallurgy, the following chemical composition, wt.%:
(патент РФ №2297467).(RF patent No. 2297467).
Недостатком этого сплава является неудовлетворительная выносливость при температурах 20 и 900°С.The disadvantage of this alloy is poor endurance at temperatures of 20 and 900 ° C.
Из этого сплава изготавливают детали, имеющие небольшой ресурс.From this alloy parts with a small resource are made.
Известен сплав на основе интерметаллида Ni3Al следующего химического состава, мас.%:Known alloy based on intermetallic Ni 3 Al of the following chemical composition, wt.%:
(патент РФ №2256716).(RF patent No. 2256716).
Недостатком этого сплава является повышенная плотность и неудовлетворительная жаропрочность при температуре 1200°С на базе 100 часов, что ограничивает номенклатуру отливаемых изделий.The disadvantage of this alloy is the increased density and unsatisfactory heat resistance at a temperature of 1200 ° C for 100 hours, which limits the range of cast products.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе интерметаллида Ni3Al, имеющий состав, мас.%:The closest analogue taken as a prototype is an alloy based on intermetallic Ni 3 Al, having a composition, wt.%:
и изделие, выполненное из него (патент РФ №2245387).and a product made from it (RF patent No. 225387).
Недостатком этого сплава является неудовлетворительная жаропрочность в интервале температур 900-1100°С на базе испытания 500 часов.The disadvantage of this alloy is poor heat resistance in the temperature range 900-1100 ° C based on a test of 500 hours.
Недостатком изделий, выполненных из этого сплава, является низкий выход годного при отливке деталей с направленной столбчатой и монокристаллической структурами.The disadvantage of products made from this alloy is the low yield when casting parts with directional columnar and single-crystal structures.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение жаропрочности сплава на основе интерметаллида Ni3Al в интервале температур 900-1100°С на базе 500 часов и повышение выхода годного при отливке деталей с направленной столбчатой и монокристаллической структурами.The technical task of the invention is to increase the heat resistance of an alloy based on intermetallic Ni 3 Al in the temperature range 900-1100 ° C for 500 hours and to increase the yield when casting parts with directional columnar and single-crystal structures.
Для достижения поставленной технической задачи предлагается сплав на основе интерметаллида Ni3Al, содержащий алюминий, хром, вольфрам, молибден, титан, углерод, кобальт, лантан, никель, который дополнительно содержит скандий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:To achieve the technical task, an alloy based on intermetallic Ni 3 Al is proposed, containing aluminum, chromium, tungsten, molybdenum, titanium, carbon, cobalt, lanthanum, nickel, which additionally contains scandium, in the following ratio, wt.%:
и изделие, выполненное из него.and an article made from it.
Сплав может содержать в виде примесей серу, фосфор, железо, кремний, свинец, висмут, олово и сурьму соответственно в количествах, меньших или равных, мас.%: 0,005; 0,015; 0,5; 0,4; 0,001; 0,0005; 0,003; 0,003.The alloy may contain sulfur, phosphorus, iron, silicon, lead, bismuth, tin and antimony as impurities, respectively, in amounts less than or equal to, wt.%: 0.005; 0.015; 0.5; 0.4; 0.001; 0,0005; 0.003; 0.003.
Авторами было установлено, что при введении в состав скандия, действующего как раскислитель, и заявленном содержании и соотношениях компонентов в предлагаемом сплаве на основе интерметаллида Ni3Al наблюдается снижение содержания кислорода в расплаве и образование мелкодисперсной интерметаллидной фазы, при этом достигается наибольший эффект повышения жаропрочности сплава в интервале температур 900-1100°С и повышения выхода годного при отливке изделий с направленной столбчатой и монокристаллической структурами.The authors found that when scandium, which acts as a deoxidizer, is introduced into the composition and the content and ratios of the components are proposed in the proposed alloy based on the Ni 3 Al intermetallic alloy, a decrease in the oxygen content in the melt and the formation of a finely dispersed intermetallic phase are observed, with the greatest effect of increasing the heat resistance of the alloy in the temperature range 900-1100 ° С and increase in yield when casting products with directional columnar and single-crystal structures.
Примеры осуществления:Examples of implementation:
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 ⌀ 90 мм отбирали стружку на химический анализ. Результаты химического анализа составов сплава приведены в таблице 1.The charge stock from the proposed alloy of various compositions and the prototype alloy was smelted from pure charge materials in a vacuum induction furnace with a crucible from the main lining. After casting the alloys in molds ⌀ 90 mm, chips were taken for chemical analysis. The results of chemical analysis of the alloy compositions are shown in table 1.
Содержание легирующих элементов, газов и примесей, таких как сера, фосфор, сурьма, висмут определяли по стандартным методикам.The content of alloying elements, gases and impurities, such as sulfur, phosphorus, antimony, bismuth was determined by standard methods.
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.Before subsequent operations, the billet was poured over the surface to a depth of 1-2 mm to remove the layer in contact with cast iron, then cut into measured billets weighing 2 kg for subsequent remelting.
Заготовки под образцы ⌀ 16 мм и длиной 150 мм получали методом направленной кристаллизации в вакууме.Blanks for samples ⌀ 16 mm and a length of 150 mm were obtained by directional crystallization in vacuum.
Поверхность образцов и деталей контролировалась путем выявления макроструктуры травлением 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 - с направленной столбчатой структурой.The surface of the samples and parts was controlled by detecting the macrostructure by etching in a mixture of hydrochloric acid and hydrogen peroxide. In the presence of one macro-grain along the axis of the sample, castings are considered to be single-crystal, in the presence of two or more grains without pinching out, with a directed columnar structure.
С целью повышения жаропрочности сплава при высоких температурах, а также стабильности свойств механически обработанные образцы и детали термообрабатывали на воздухе по следующему режиму: отжиг при температуре 1150±10°С в течение 1 ч, охлаждение на воздухе.In order to increase the heat resistance of the alloy at high temperatures, as well as the stability of properties, machined samples and parts were heat treated in air according to the following regime: annealing at a temperature of 1150 ± 10 ° С for 1 h, cooling in air.
Свойства предлагаемого сплава с различным соотношением компонентов и сплава-прототипа, полученных по одной и той же технологической схеме, приведены в таблице 2.The properties of the proposed alloy with a different ratio of components and the prototype alloy obtained by the same technological scheme are shown in table 2.
Из таблицы 2 видно, что свойства предлагаемого сплава на основе интерметаллида Ni3Al выше, чем свойства известного сплава-прототипа: жаропрочность при температуре 900°С на базе испытания 500 часов на образцах с направленной столбчатой структурой (σ900 500) - на 27,6 - 37,9%, с монокристаллической структурой - на 66,7 - 72,7%; жаропрочность при температуре 1000°С на базе испытания 500 часов с направленной столбчатой структурой (σ1000 500) - на 66,7 - 111,1%, с монокристаллической структурой - на 36,8 - 57,9%; жаропрочность при температуре 1100°С на базе испытания 500 часов с направленной столбчатой структурой (σ1100 500) - на 57,1 - 100%, с монокристаллической структурой - на 77,8 - 100%; выход годного деталей с направленной столбчатой структурой - на 27,8 - 31,9%, с монокристаллической структурой - в 1,5-1,75 раз.From table 2 it is seen that the properties of the proposed alloy based on intermetallic Ni 3 Al are higher than the properties of the known prototype alloy: heat resistance at a temperature of 900 ° C based on a test of 500 hours on samples with directional columnar structure (σ 900 500 ) - by 27, 6 - 37.9%, with a single crystal structure - 66.7 - 72.7%; heat resistance at a temperature of 1000 ° C based on a test of 500 hours with a directional columnar structure (σ 1000 500 ) - by 66.7 - 111.1%, with a single-crystal structure - by 36.8 - 57.9%; heat resistance at a temperature of 1100 ° C based on a test of 500 hours with a directional columnar structure (σ 1100 500 ) - by 57.1 - 100%, with a single crystal structure - by 77.8 - 100%; yield of parts with directional columnar structure - by 27.8 - 31.9%, with a single-crystal structure - by 1.5-1.75 times.
Использование предлагаемого сплава на основе интерметаллида Ni3Al повышает надежность деталей и увеличивает ресурс их работы.The use of the proposed alloy based on intermetallic Ni 3 Al increases the reliability of parts and increases the resource of their work.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141184/02A RU2349663C1 (en) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | ALLOY ON BASIS OF INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND PRODUCT, MADE OF IT |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141184/02A RU2349663C1 (en) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | ALLOY ON BASIS OF INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND PRODUCT, MADE OF IT |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2349663C1 true RU2349663C1 (en) | 2009-03-20 |
Family
ID=40545260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007141184/02A RU2349663C1 (en) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | ALLOY ON BASIS OF INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND PRODUCT, MADE OF IT |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2349663C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521740C1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие"Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | ALLOY ON BASIS OF Ni3Al INTERMETALLIC COMPOUND AND ITEM MADE FROM IT |
CN114703402A (en) * | 2022-04-12 | 2022-07-05 | 北航(四川)西部国际创新港科技有限公司 | Low-cost high-performance metallized single crystal high-temperature alloy and preparation method thereof |
-
2007
- 2007-11-08 RU RU2007141184/02A patent/RU2349663C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521740C1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие"Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | ALLOY ON BASIS OF Ni3Al INTERMETALLIC COMPOUND AND ITEM MADE FROM IT |
CN114703402A (en) * | 2022-04-12 | 2022-07-05 | 北航(四川)西部国际创新港科技有限公司 | Low-cost high-performance metallized single crystal high-temperature alloy and preparation method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Guangyin et al. | Microstructure and mechanical properties of Mg–Zn–Si-based alloys | |
JP4885530B2 (en) | High strength and high ductility Ni-base superalloy, member using the same, and manufacturing method | |
RU2712323C9 (en) | Ni-BASED FORGED ALLOY ARTICLE AND TURBINE HIGH-TEMPERATURE MEMBER USING SAME | |
US4849168A (en) | Ti-Al intermetallics containing boron for enhanced ductility | |
JPWO2008001758A1 (en) | Aluminum cast alloy, cast compressor impeller made of this alloy, and manufacturing method thereof | |
CN112779443B (en) | Aluminum alloy and aluminum alloy structural part | |
JP4719583B2 (en) | Unidirectional solidification nickel-base superalloy excellent in strength, corrosion resistance and oxidation resistance and method for producing unidirectional solidification nickel-base superalloy | |
US20090308507A1 (en) | Ni-BASED COMPOUND SUPERALLOY HAVING EXCELLENT OXIDATION RESISTANCE, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND HEAT-RESISTANT STRUCTURAL MATERIAL | |
RU2349663C1 (en) | ALLOY ON BASIS OF INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND PRODUCT, MADE OF IT | |
RU2484167C1 (en) | Ni3Al INTERMETALLIDE-BASED ALLOY AND ARTICLES MADE THEREOF | |
RU2439185C1 (en) | Heat-resistant cast alloy on basis of nickel | |
Tan et al. | Precipitation of ß-NiAl/Laves eutectics in a Ru-containing single crystal Ni-Based superalloy | |
RU2434068C1 (en) | ALLOY ON BASE OF INTER-METALLIDE Ni3Al | |
JP2004002987A (en) | Aluminum alloy material for forging superior in high-temperature property | |
RU2588949C1 (en) | ALLOY BASED ON INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND ARTICLE MADE THEREFROM | |
RU2386714C1 (en) | Heat-resistant granular nickel-based alloy | |
CN111254317B (en) | Nickel-based casting alloy and preparation method thereof | |
RU2398906C1 (en) | ALLOY ON BASE OF INTER-METALLIDE Ni3Al | |
RU2351673C1 (en) | CAST ALLOY ON BASIS OF INTERMETALLIDE Ni3Al AND PRODUCT IMPLEMENTED FROM IT | |
RU2610577C1 (en) | CASTING ALLOY BASED ON INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al, AND ARTICLE OUT OF IT | |
RU2516215C1 (en) | ALLOY BASED ON INTERMETALLIDE Ni3Al WITH SINGLE-CRYSTAL STRUCTURE AND PRODUCT MADE FROM IT | |
CA2503326C (en) | Heat treatment of alloys having elements for improving grain boundary strength | |
RU2748445C1 (en) | Heat resistant nickel based alloy and product made from it | |
RU2521740C1 (en) | ALLOY ON BASIS OF Ni3Al INTERMETALLIC COMPOUND AND ITEM MADE FROM IT | |
RU2245387C1 (en) | INTERMETALLIC Ni3Al-BASED ALLOY AND PRODUCT MADE FROM THE SAME |