RU2410457C1 - Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля - Google Patents
Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410457C1 RU2410457C1 RU2009139039/02A RU2009139039A RU2410457C1 RU 2410457 C1 RU2410457 C1 RU 2410457C1 RU 2009139039/02 A RU2009139039/02 A RU 2009139039/02A RU 2009139039 A RU2009139039 A RU 2009139039A RU 2410457 C1 RU2410457 C1 RU 2410457C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- alloy
- hafnium
- niobium
- zirconium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к жаропрочным сплавам на основе никеля, предназначенным для тяжелонагруженных деталей, работающих при повышенных температурах в газотурбинных двигателях. Предложен жаропрочный порошковый сплав на основе никеля, содержащий, мас.%: углерод 0,06-0,13, хром 8,0-12,0, кобальт 14,0-16,0, вольфрам 5,4-7,0, молибден 2,0-3,5, титан 3,0-4,5, алюминий 3,0-4,5, ниобий 1,5-2,5, тантал 0,5-4,0, гафний 0,05-0,5, рений 0,2-0,7, бор 0,005-0,05, цирконий 0,001-0,05, магний 0,001-0,05, железо 0,01-1,0, марганец 0,001-0,5, кремний 0,001-0,5, никель - остальное. Сплав характеризуется высокими показателями прочности, ползучести и пониженной скоростью распространения усталостных трещин при рабочих температурах. 1 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к порошковой металлургии жаропрочных сплавов на основе никеля, предназначенных для тяжелонагруженных деталей, работающих при повышенных температурах в газотурбинных двигателях (ГТД).
Известен жаропрочный никелевый сплав, предназначенный для деталей газовых турбин, состава (в 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, C22C 19/05, 1999 год).
Недостатками этого сплава являются низкие характеристики прочности, жаропрочности и чувствительность сплава к концентраторам напряжений при рабочих температурах, что существенно снижает ресурс работы изделия.
Известен жаропрочный сплав на основе никеля, состава (в масс.%):
Углерод | - 0,02-0,10 |
Хром | - 9,0-11, 0 |
Кобальт | - 14,0-16,0 |
Вольфрам | - более 5,5-6,5 |
Молибден | - 3,0-3,8 |
Титан | - 4,0-4,2 |
Алюминий | - 3,4-4,2 |
Ниобий | - 1,5-2,2 |
Гафний | - 0,1-0,2 |
Бор | - 0,005-0,05 |
Цирконий | - 0,001 - не более 0,005 |
Магний | - 0,001-0,05 |
Никель | - остальное |
(патент РФ 2257420, C22C 19/05, 2005 год) - прототип.
Недостатками этого сплава являются низкие характеристики прочности (σв 650°C) и ползучести (σ0,2/100), и высокая скорость распространения усталостной трещины (СРТУ) при рабочих температурах.
Предлагается сплав на основе никеля, содержащий компоненты в следующем соотношении (в мас.%):
Углерод | - 0,06-0,13 |
Хром | - 8,0-12,0 |
Кобальт | - 14,0-16,0 |
Вольфрам | - 5,4-7,0 |
Молибден | - 2,0-3,5 |
Титан | - 3,0-4,5 |
Алюминий | - 3,0-4,5 |
Ниобий | - 1,5-2,5 |
Тантал | - 0,5-4,0 |
Гафний | - 0,05-0,5 |
Рений | - 0,2-0,7 |
Бор | - 0,005-0,05 |
Цирконий | - 0,001-0,05 |
Магний | - 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 тантал, рений, марганец, кремний и железо при следующем соотношении компонентов в мас.%:
Углерод | - 0,06-0,13 |
Хром | - 8,0-12,0 |
Кобальт | - 14,0-16,0 |
Вольфрам | - 5,4-7,0 |
Молибден | - 2,0-3,5 |
Титан | - 3,0-4,5 |
Алюминий | - 3,0-4,5 |
Ниобий | - 1,5-2,5 |
Тантал | - 0,5-4,0 |
Гафний | - 0,05-0,5 |
Рений | - 0,2-0,7 |
Бор | - 0,005-0,05 |
Цирконий | - 0,001-0,05 |
Магний | - 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, ползучести и снижение скорости распространения усталостной трещины при рабочих температурах и, как следствие, повышение ресурса работы и надежности изделия из предлагаемого сплава.
Это достигается тем, что предлагаемый состав порошкового сплава обеспечивает одновременное увеличение прочности границ и тела зерна за счет карбидного упрочнения, упрочнения γ-матрицы и γ'-фазы, а также одновременно позволяет исключить образование внутренних пор в процессе распыления порошка и, в результате, получать плотные беспористые заготовки, прессуемые из него.
Пример
Методом порошковой металлургии был изготовлен и опробован сплав предлагаемого состава
Углерод | - 0,09 |
Хром | - 10,0 |
Кобальт | - 15,0 |
Вольфрам | - 6,0 |
Молибден | - 2,5 |
Титан | - 3,8 |
Алюминий | - 3,8 |
Ниобий | - 1,8 |
Тантал | - 2,0 |
Гафний | - 0,2 |
Рений | - 0,5 |
Бор | - 0,02 |
Цирконий | - 0,02 |
Магний | - 0,03 |
Железо | - 0,5 |
Марганец | - 0,3 |
Кремний | - 0,2 |
Никель | - остальное. |
Также был получен сплав по составу - прототипу.
Механические свойства при рабочей температуре 650°С предлагаемого сплава и сплава-прототипа определены по стандартным методикам испытания и представлены в таблице.
Таблица | ||||||
650°С | ||||||
Предел прочности σВ | Предел текучести σ0,2 | Относительное удлинение δ | Относительное сужение ψ | Предел ползучести σ0,2/100 | СРТУ ΔК=44 МПа·м0,5 | |
МПа | % | МПа | мм/цикл | |||
предлагаемый | 1635 | 1189 | 12,6 | 16,3 | 998 | 1,5·10-4 |
прототип | 1420 | 1088 | 7,5 | 7,8 | 830 | 8,2·10-4 |
Из таблицы видно, что сплав предлагаемого состава при рабочей температуре 650°С превосходит прототип по характеристикам прочности: на 13-15% по пределу прочности; на 8-10% по пределу текучести, а также на 18-20% - по пределу ползучести. При этом предлагаемый сплав имеет скорость распространения усталостной трещины в 5-6 раза меньше, чем прототип.
Таким образом, применение предлагаемого сплава для изготовления валов, дисков и др. деталей ГТД позволит повысить ресурс работы двигателя в 1,3-1,5 раза и увеличить его эксплуатационную надежность на 20-25%.
Claims (1)
- Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля, содержащий углерод, хром, кобальт, вольфрам, молибден, титан, алюминий, ниобий, гафний, бор, цирконий и магний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тантал, рений, железо, марганец и кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 0,06-0,13 Хром 8,0-12,0 Кобальт 14,0-16,0 Вольфрам 5,4-7,0 Молибден 2,0-3,5 Титан 3,0-4,5 Алюминий 3,0-4,5 Ниобий 1,5-2,5 Тантал 0,5-4,0 Гафний 0,05-0,5 Рений 0,2-0,7 Бор 0,005-0,05 Цирконий 0,001-0,05 Магний 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 |
---|---|---|---|
RU2009139039/02A RU2410457C1 (ru) | 2009-10-23 | 2009-10-23 | Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009139039/02A RU2410457C1 (ru) | 2009-10-23 | 2009-10-23 | Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2410457C1 true RU2410457C1 (ru) | 2011-01-27 |
Family
ID=46308427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009139039/02A RU2410457C1 (ru) | 2009-10-23 | 2009-10-23 | Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2410457C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524515C1 (ru) * | 2013-09-05 | 2014-07-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок |
RU2525883C1 (ru) * | 2013-09-05 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок |
CN110225985A (zh) * | 2016-10-12 | 2019-09-10 | 牛津大学创新有限公司 | 镍基合金 |
RU2765297C1 (ru) * | 2021-02-25 | 2022-01-28 | Акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" | Никелевый гранульный жаропрочный сплав для дисков газовых турбин |
-
2009
- 2009-10-23 RU RU2009139039/02A patent/RU2410457C1/ru active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524515C1 (ru) * | 2013-09-05 | 2014-07-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок |
RU2525883C1 (ru) * | 2013-09-05 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | Жаропрочный сплав на основе никеля для литья рабочих лопаток газотурбинных установок |
CN110225985A (zh) * | 2016-10-12 | 2019-09-10 | 牛津大学创新有限公司 | 镍基合金 |
CN110225985B (zh) * | 2016-10-12 | 2024-01-02 | 牛津大学创新有限公司 | 镍基合金 |
US11859267B2 (en) | 2016-10-12 | 2024-01-02 | Oxford University Innovation Limited | Nickel-based alloy |
RU2765297C1 (ru) * | 2021-02-25 | 2022-01-28 | Акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" | Никелевый гранульный жаропрочный сплав для дисков газовых турбин |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9738953B2 (en) | Hot-forgeable Ni-based superalloy excellent in high temperature strength | |
JP5165008B2 (ja) | Ni基鍛造合金と、それを用いた蒸気タービンプラント用部品 | |
RU2410457C1 (ru) | Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля | |
JP5323162B2 (ja) | 高温での機械的特性に優れた多結晶ニッケル基超耐熱合金 | |
JPWO2016052423A1 (ja) | Ni基超耐熱合金 | |
RU2623540C1 (ru) | Гранулируемый высокожаропрочный никелевый сплав и изделие, изготовленное из него | |
RU2484167C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
RU2348726C1 (ru) | Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля | |
JP5595495B2 (ja) | ニッケル基超合金 | |
RU2371495C1 (ru) | Жаропрочный порошковый никелевый сплав | |
RU2294393C1 (ru) | Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля | |
RU2428497C1 (ru) | Жаропрочный никелевый сплав для получения изделий методом металлургии гранул | |
JP7112317B2 (ja) | オーステナイト鋼焼結材およびタービン部材 | |
RU2359053C1 (ru) | Жаропрочный никелевый сплав для получения изделий методом металлургии гранул | |
JP2017137534A (ja) | ニッケル基合金 | |
RU2453398C1 (ru) | Способ получения изделия из сплава типа вв751п с высокой прочностью и жаропрочностью | |
CN105734344A (zh) | 一种综合高温性能优异的镍基合金及其生产工艺 | |
RU2590792C1 (ru) | Жаропрочный никелевый сплав для получения изделий методом металлургии гранул | |
RU2299919C1 (ru) | Порошковый жаропрочный сплав на основе никеля | |
RU2353691C2 (ru) | Состав жаропрочного никелевого сплава (варианты) | |
JP6173956B2 (ja) | オーステナイト系耐熱鋼およびタービン部品 | |
RU2737835C1 (ru) | Жаропрочный деформируемый сплав на основе никеля и изделие, выполненное из него | |
US10240223B2 (en) | Ni-based alloy having excellent high-temperature creep characteristics, and gas turbine member using the same | |
RU2368683C1 (ru) | Порошковый жаропрочный никелевый сплав | |
RU2164959C1 (ru) | Жаропрочный сплав на основе никеля и изделие, выполненное из этого сплава |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20211111 Effective date: 20211111 |