RU2371495C1 - Жаропрочный порошковый никелевый сплав - Google Patents
Жаропрочный порошковый никелевый сплав Download PDFInfo
- Publication number
- RU2371495C1 RU2371495C1 RU2008124764/02A RU2008124764A RU2371495C1 RU 2371495 C1 RU2371495 C1 RU 2371495C1 RU 2008124764/02 A RU2008124764/02 A RU 2008124764/02A RU 2008124764 A RU2008124764 A RU 2008124764A RU 2371495 C1 RU2371495 C1 RU 2371495C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- heat
- alloy
- hafnium
- niobium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к жаропрочным никелевым сплавам. Может использоваться в газотурбинных двигателях для изготовления тяжелонагруженных деталей, работающих при повышенных температурах. Жаропрочный порошковый никелевый сплав, содержит, мас.%: углерод 0,07-0,12; хром 10,0-12,0; кобальт 13,0-15,0; вольфрам 4,6-5,6; молибден 2,7-3,5; титан 2,5-3,5; алюминий 3,7-4,4; ниобий 3,1-3,8; гафний 0,05-0,2; бор 0,005-0,05; цирконий 0,001-0,05; магний 0,001-0,05; церий 0,001-0,05; железо 0,01-1,0; марганец 0,001-0,5; кремний 0,001-0,5; никель - остальное. Сплав обладает высокими прочностью, жаропрочностью, сопротивлением МЦУ при снижении скорости распространения усталостной трещины при рабочих температурах. 1 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к порошковой металлургии жаропрочных никелевых сплавов, и может быть использовано в газотурбинных двигателях для изготовления тяжелонагруженных деталей, работающих при повышенных температурах.
Известен жаропрочный порошковый никелевый сплав, предназначенный для деталей газовых турбин, мас.%:
Углерод | 0,02-0,10 |
Хром | 8,0-10,0 |
Вольфрам | 5,2-5,9 |
Молибден | 3,6-4,3 |
Титан | 1,5-3,4 |
Алюминий | 4,3-5,3 |
Ниобий | 1,0-2,0 |
Гафний | 0,1-0,4 |
Бор | 0,001-0,05 |
Цирконий | 0,001-0,05 |
Магний | 0,001-0,08 |
Церий | 0,001-0,06 |
Никель | остальное |
(Патент РФ 2131943, С22С 19/05, 1999 год).
Недостатком этого сплава являются низкие характеристики прочности, жаропрочности и чувствительность сплава к концентраторам напряжений при рабочих температурах, что существенно снижает ресурс работы изделия и его надежность.
Известен жаропрочный порошковый сплав на основе никеля, мас.%:
Углерод | 0,02-0,08 |
Хром | 8,0-11,0 |
Кобальт | 14,0-18,0 |
Вольфрам | 4,5-5,9 |
Молибден | 3,0-5,5 |
Титан | 1,5-3,0 |
Алюминий | 4,5-6,0 |
Ниобий | 2,0-3,5 |
Гафний | 0,2-1,5 |
Бор | 0,01-0,035 |
Цирконий | 0,01-0,1 |
Магний | 0,005-0,1 |
Церий | 0,01-0,06 |
Никель | остальное |
(патент РФ 2160789, С22С 19/05, 2000 год) - прототип.
Недостатком этого сплава являются низкая прочность (σВ, σ0,2), что увеличивает удельный вес изделия, низкая жаропрочность (σ100), что уменьшает ресурс работы, а также низкое сопротивление МЦУ (σN=104) и высокая скорость распространения усталостной трещины (СРТУ) при рабочих температурах, что уменьшает эксплуатационную надежность.
Предлагается жаропрочный порошковый никелевый сплав, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод | 0,07-0,12 |
Хром | 10,0-12,0 |
Кобальт | 13,0-15,0 |
Вольфрам | 4,6-5,6 |
Молибден | 2,7-3,5 |
Титан | 2,5-3,5 |
Алюминий | 3,7-4,4 |
Ниобий | 3,1-3,8 |
Гафний | 0,05-0,2 |
Бор | 0,005-0,05 |
Цирконий | 0,001-0,05 |
Магний | 0,001-0,05 |
Церий | 0,001-0,05 |
Железо | 0,01-1,0 |
Марганец | 0,001-0,5 |
Кремний | 0,001-0,5 |
Никель | остальное |
Предлагаемый сплав отличается от прототипа тем, что он дополнительно содержит железо, марганец и кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод | 0,07-0,12 |
Хром | 10,0-12,0 |
Кобальт | 13,0-15,0 |
Вольфрам | 4,6-5,6 |
Молибден | 2,7-3,5 |
Титан | 2,5-3,5 |
Алюминий | 3,7-4,4 |
Ниобий | 3,1-3,8 |
Гафний | 0,05-0,2 |
Бор | 0,005-0,05 |
Цирконий | 0,001-6,05 |
Магний | 0,001-0,05 |
Церий | 0,001-0,05 |
Железо | 0,01-1,0 |
Марганец | 0,001-0,5 |
Кремний | 0,001-0,5 |
Никель | остальное |
Технический результат - повышение характеристик прочности, жаропрочности и сопротивления МЦУ при снижении скорости распространения усталостной трещины при рабочих температурах и, как следствие, увеличение ресурса и надежности двигателя и уменьшение его удельного веса по отношению к общему весу самолета.
Это достигается тем, что предлагаемый состав порошкового сплава обеспечивает в процессе распыления получение дисперсного порошка стойкой микроструктурой без внутренних пор и, в результате, позволяет прессовать из него плотные заготовки с однородной мелкозернистой структурой, что в свою очередь повышает прочность, жаропрочность и сопротивление МЦУ и снижает скорость распространения усталостной трещины. Все это приводит к увеличению ресурса и надежности двигателя и уменьшению его удельного веса.
Пример
Методом порошковой металлургии был изготовлен и опробован сплав предлагаемого состава, мас.%:
Углерод | 0,10 |
Хром | 11,0 |
Кобальт | 14,0 |
Вольфрам | 5,0 |
Молибден | 3,0 |
Титан | 2,8 |
Алюминий | 4,0 |
Ниобий | 3,4 |
Гафний | 0,1 |
Бор | 0,015 |
Цирконий | 0,01 |
Магний | 0,02 |
Церий | 0,01 |
Железо | 0,5 |
Марганец | 0,3 |
Кремний | 0,2 |
Никель | остальное |
Также был получен сплав по составу-прототипу.
Механические свойства при 20°С и при рабочей температуре 650°С предлагаемого сплава и сплава-прототипа определены по стандартным методикам испытания и представлены в таблице 1.
Таблица 1 | |||||||
Механические свойства | |||||||
при 20°С | при 650°С | ||||||
Предел прочности σВ | Предел текучести σ0,2 |
Относитель-ное удлинение δ | Относительное сужение ψ | Жаропрочность (длительная прочность) σ100 | МЦУ σN=104 | СРТУ ΔК=44 МПа·м0,5 | |
МПа | % | МПа | мм/цикл | ||||
предлага-емый | 1640 | 1210 | 16,0 | 16,9 | 1150 | 1160 | 2,2·10-4 |
прототип | 1510 | 1030 | 15,5 | 16,8 | 1000 | 1000 | 5,2·10-4 |
Таким образом, сплав предлагаемого состава превосходит прототип по характеристикам прочности: на 8-10% по пределу прочности и на 16-20% по пределу текучести; а также на 13-17% - по жаропрочности при рабочей температуре 650°С. При этом сплав предлагаемого состава обладает более высокими характеристиками надежности, такими как сопротивление МЦУ (выше на 15-20%) и скорость распространения усталостной трещины (в 2-3 раза меньше), чем прототип.
В результате этого применение предлагаемого сплава для изготовления валов, дисков и других деталей газотурбинных двигателей позволит, за счет высокой прочности, снизить удельный вес двигателя на 10-15%, за счет высокой жаропрочности, повысить ресурс работы 1,2-1,4 раза. А также, за счет высокого сопротивления МЦУ и низкой скорости распространения усталостной трещины, увеличить эксплуатационную надежность на 10-12%.
Claims (1)
- Жаропрочный порошковый никелевый сплав, содержащий углерод, хром, кобальт, вольфрам, молибден, титан, алюминий, ниобий, гафний, бор, цирконий, магний и церий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит железо, марганец и кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 0,07-0,12 Хром 10,0-12,0 Кобальт 13,0-15,0 Вольфрам 4,6-5,6 Молибден 2,7-3,5 Титан 2,5-3,5 Алюминий 3,7-4,4 Ниобий 3,1-3,8 Гафний 0,05-0,2 Бор 0,005-0,05 Цирконий 0,001-0,05 Магний 0,001-0,05 Церий 0,001-0,05 Железо 0,01-1,0 Марганец 0,001-0,5 Кремний 0,001-0,5 Никель Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008124764/02A RU2371495C1 (ru) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | Жаропрочный порошковый никелевый сплав |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008124764/02A RU2371495C1 (ru) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | Жаропрочный порошковый никелевый сплав |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2371495C1 true RU2371495C1 (ru) | 2009-10-27 |
Family
ID=41353125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008124764/02A RU2371495C1 (ru) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | Жаропрочный порошковый никелевый сплав |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2371495C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536124C1 (ru) * | 2013-08-21 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ получения диска газотурбинного двигателя |
RU2623540C1 (ru) * | 2016-08-12 | 2017-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Гранулируемый высокожаропрочный никелевый сплав и изделие, изготовленное из него |
-
2008
- 2008-06-20 RU RU2008124764/02A patent/RU2371495C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536124C1 (ru) * | 2013-08-21 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ получения диска газотурбинного двигателя |
RU2623540C1 (ru) * | 2016-08-12 | 2017-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Гранулируемый высокожаропрочный никелевый сплав и изделие, изготовленное из него |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6430103B2 (ja) | 高温において良好な耐酸化性と高い強度を有するチタン合金 | |
CA2841329C (en) | Hot-forgeable ni-based superalloy excellent in high temperature strength | |
US8734716B2 (en) | Heat-resistant superalloy | |
JP6476704B2 (ja) | ニッケル基鋳造合金及び熱間鍛造金型 | |
RU2674177C2 (ru) | Высокотеплопроводное поршневое кольцо для двигателя внутреннего сгорания | |
JP5526223B2 (ja) | Ni基合金、並びにそれを用いたガスタービン動翼及び静翼 | |
CN106048310A (zh) | 一种Ni‑Cr‑Mo‑W系高温合金材料、其制备方法及其应用 | |
CN106435279A (zh) | 一种高强度抗氧化高温合金及其热处理工艺和应用 | |
CN106498237B (zh) | 一种镍铬钼钨铌铝钛系高温合金材料、制备方法及应用 | |
RU2371495C1 (ru) | Жаропрочный порошковый никелевый сплав | |
RU2410457C1 (ru) | Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля | |
RU2365657C1 (ru) | Жаропрочный деформируемый сплав на основе никеля и изделие, выполненное из этого сплава | |
US10240608B2 (en) | TiAl alloy, in particular for turbocharger applications, turbocharger component, turbocharger and method for producing the TiAl alloy | |
RU2294393C1 (ru) | Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля | |
RU2640118C1 (ru) | Износостойкий сплав на кобальтовой основе | |
RU2348726C1 (ru) | Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля | |
RU2386714C1 (ru) | Жаропрочный гранулированный сплав на основе никеля | |
RU2434068C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al | |
RU2368683C1 (ru) | Порошковый жаропрочный никелевый сплав | |
RU2359053C1 (ru) | Жаропрочный никелевый сплав для получения изделий методом металлургии гранул | |
RU2588949C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2428497C1 (ru) | Жаропрочный никелевый сплав для получения изделий методом металлургии гранул | |
CN111036811B (zh) | 一种高温合金锻造热处理方法及其产品 | |
RU2453398C1 (ru) | Способ получения изделия из сплава типа вв751п с высокой прочностью и жаропрочностью | |
RU2590792C1 (ru) | Жаропрочный никелевый сплав для получения изделий методом металлургии гранул |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20211111 Effective date: 20211111 |