RU2361944C1

RU2361944C1 - Alloy on basis of nickel

Info

Publication number: RU2361944C1
Application number: RU2008111803/02A
Authority: RU
Inventors: Юлия Алексеевна Щепочкина (RU); Юлия Алексеевна Щепочкина
Original assignee: Юлия Алексеевна Щепочкина
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2009-07-20

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: alloy on the basis of nickel contains, wt %: carbon 0.8-1.0; silicon 1.5-2.0; manganese 1.5-2.0; chrome 20.0-25.0 molybdenum 2.0-2.4; aluminium 0.3-0.4; niobium 0.3-0.5; titanium 0.1-0.2; iron 6.0-8.0, vanadium 0.3-0.5; boron 0.05-0.1; nitrogen 0.1-0.2; copper 1.0-1.5; barium 0.01-0.012; rhenium 0.2-0.3; nickel - the rest.

EFFECT: increased endurance.

1 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе никеля, которые могут быть использованы для изготовления деталей двигателей.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to compositions of nickel-based alloys, which can be used for the manufacture of engine parts.

Известен сплав на основе никеля, содержащий, мас.%: углерод ≤1,0; крайний ≤3,0; марганец ≤5,0; хром 1,0-20,0; молибден ≤20,0; алюминий 0,5-10,0; ниобий ≤5,0; титан 2,0-10,0; железо 1,0-10,0; ванадий ≤5,0; бор ≤0,1; азот ≤0,1; медь 0,5; никель 50,0-70,0 [1].Known alloy based on Nickel, containing, wt.%: Carbon ≤1,0; extreme ≤3.0; Manganese ≤5.0; chrome 1.0-20.0; molybdenum ≤20.0; aluminum 0.5-10.0; niobium ≤5.0; titanium 2.0-10.0; iron 1.0-10.0; vanadium ≤5.0; boron ≤0.1; nitrogen ≤0.1; copper 0.5; nickel 50.0-70.0 [1].

Задачей изобретения является повышение износостойкости сплава.The objective of the invention is to increase the wear resistance of the alloy.

Технический результат достигается тем, что сплав на основе никеля, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, алюминий, ниобий, титан, железо, ванадий, бор, азот, медь, дополнительно включает барий и рений, причем компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,8-1,0; кремний 1,5-2,0; марганец 1,5-2,0; хром 20,0-25,0; молибден 2,0-2,4; алюминий 0,3-0,4; ниобий 0,3-0,5; титан 0,1-0,2; железо 6,0-8,0; ванадий 0,3-0,5; бор 0,05-0,1; азот 0,1-0,2; медь 1,0-1,5; барий 0,01-0,012; рений 0,2-0,3; никель - остальное.The technical result is achieved in that the nickel-based alloy containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, aluminum, niobium, titanium, iron, vanadium, boron, nitrogen, copper, additionally includes barium and rhenium, and the components are in the following ratio , wt.%: carbon 0.8-1.0; silicon 1.5-2.0; manganese 1.5-2.0; chrome 20.0-25.0; molybdenum 2.0-2.4; aluminum 0.3-0.4; niobium 0.3-0.5; titanium 0.1-0.2; iron 6.0-8.0; vanadium 0.3-0.5; boron 0.05-0.1; nitrogen 0.1-0.2; copper 1.0-1.5; barium 0.01-0.012; rhenium 0.2-0.3; nickel - the rest.

В таблице приведены составы сплава на основе никеля.The table shows the compositions of the alloy based on Nickel.

ТаблицаTable КомпонентыComponents Содержание, мас.% в составахContent, wt.% In the compositions 1one 22 33 УглеродCarbon 0,80.8 0,90.9 1,01,0 КремнийSilicon 2,02.0 1,71.7 1,51,5 МарганецManganese 1,51,5 1,71.7 2,02.0 ХромChromium 25,025.0 23,023.0 20,020,0 МолибденMolybdenum 2,42,4 2,22.2 2,02.0 АлюминийAluminum 0,30.3 0,350.35 0,40.4 НиобийNiobium 0,30.3 0,40.4 0,50.5 ТитанTitanium 0,10.1 0,150.15 0,20.2 ЖелезоIron 6,06.0 7,07.0 8,08.0 ВанадийVanadium 0,50.5 0,40.4 0,30.3 БорBoron 0,10.1 0,070,07 0,050.05 АзотNitrogen 0,20.2 0,150.15 0,10.1 МедьCopper 1,01,0 1,31.3 1,51,5 БарийBarium 0,010.01 0,0110.011 0,0120.012 РенийRhenium 0,20.2 0,250.25 0,30.3 НикельNickel остальноеrest остальноеrest остальноеrest Износ, отн.ед.Depreciation, unit ~0,9~ 0.9 ~0,9~ 0.9 ~0,9~ 0.9 Примечание: за 1 отн. ед. принят износ при сухом трении известного сплава [1] в условиях удельного давления до 100 кгс/см², скорости скольжения до 5,7 м/с, контртело - чугун серый модифицированный (МСЧ 28-48).Note: for 1 rel. units dry friction wear of the known alloy [1] under specific pressure up to 100 kgf / cm ² , sliding speed up to 5.7 m / s, counterbody - gray cast iron modified (MSC 28-48) was adopted.

В составе сплава компоненты проявляют себя следующим образом. Молибден имеет тенденцию к распределению по границам зерен, присутствуя в твердом растворе. Молибден повышает энергию активации самодиффузии хрома в сплаве. Железо и марганец тормозят развитие диффузионных процессов в твердом растворе. Рений увеличивает прочностные свойства сплава. Бор образует боридные фазы: (Мо, Ni)₄B₃, (Мo, Ni)₅B₄. В сплаве в незначительном количестве выделяются упрочняющие фазы (Ni₃Аl), а также интерметаллидные γ'-фазы. Совместное введение титана и алюминия, а также кремния способствует увеличению сопротивления сплава пластической деформации. Медь замедляет развитие диффузионных процессов в твердом растворе. В химически связанном состоянии с алюминием, ванадием, титаном и ниобием азот, образуя нитриды, становится легирующим элементом, улучшающим структуру и механические свойства сплава. Барий улучшает антифрикционные свойства сплава. Присадка углерода способствует измельчению зерна.In the composition of the alloy, the components manifest themselves as follows. Molybdenum tends to be distributed along grain boundaries, being present in solid solution. Molybdenum increases the activation energy of self-diffusion of chromium in the alloy. Iron and manganese inhibit the development of diffusion processes in solid solution. Rhenium increases the strength properties of the alloy. Boron forms boride phases: (Mo, Ni) ₄ B ₃ , (Mo, Ni) ₅ B ₄ . In the alloy, hardening phases (Ni ₃ Al) and intermetallic γ'-phases are released in insignificant amounts. The combined introduction of titanium and aluminum, as well as silicon, contributes to an increase in the plastic strain resistance of the alloy. Copper slows down the development of diffusion processes in solid solution. In a chemically bound state with aluminum, vanadium, titanium and niobium, nitrogen, forming nitrides, becomes an alloying element that improves the structure and mechanical properties of the alloy. Barium improves the antifriction properties of the alloy. Carbon additive contributes to grain refinement.

Сплав подвергают термообработке: закалка с 1220+10°С, выдержка 4-6 часов, охлаждение на воздухе, старение при 950+10°С, выдержка 8 часов, охлаждение на воздухе.The alloy is subjected to heat treatment: quenching from 1220 + 10 ° С, holding for 4-6 hours, cooling in air, aging at 950 + 10 ° С, holding for 8 hours, cooling in air.

Источники информацииInformation sources

1. US 3916497, С22С 29/00, 1975.1. US 3916497, C22C 29/00, 1975.

Claims

Nickel-based alloy containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, aluminum, niobium, titanium, iron, vanadium, boron, nitrogen, copper, characterized in that it additionally includes barium and rhenium, and the components are in the following ratio, wt.%: carbon 0.8-1.0; silicon 1.5-2.0; manganese 1.5-2.0; chrome 20.0-25.0; molybdenum 2.0-2.4; aluminum 0.3-0.4; niobium 0.3-0.5; titanium 0.1-0.2; iron 6.0-8.0, vanadium 0.3-0.5; boron 0.05-0.1; nitrogen 0.1-0.2; copper 1.0-1.5; barium 0.01-0.012; rhenium 0.2-0.3; nickel rest.