RU2522994C1 - Сплав на основе хрома - Google Patents
Сплав на основе хрома Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522994C1 RU2522994C1 RU2013131698/02A RU2013131698A RU2522994C1 RU 2522994 C1 RU2522994 C1 RU 2522994C1 RU 2013131698/02 A RU2013131698/02 A RU 2013131698/02A RU 2013131698 A RU2013131698 A RU 2013131698A RU 2522994 C1 RU2522994 C1 RU 2522994C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chromium
- temperature
- iron
- alloy
- nickel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к деформируемым сплавам на основе хрома, работающим в окислительных средах при повышенных температурах в течение длительного времени. Сплав на основе хрома содержит, мас.%: никель 20,0-40,0, вольфрам 0,5-5,0, ванадий 0,05-1,0, титан 0,05-1,0, железо 0,1-5,0, хром - остальное. Отношение содержания хрома к сумме содержаний никеля и железа Cr/(Ni+Fe) составляет от 1,5 до 2. Сплав характеризуется высокой пластичностью при температуре горячей деформации. Расширяется температурный диапазон работы нагруженных конструкций за счет повышения температуры перехода от диффузионной к высокотемпературной ползучести. 2 ил., 1 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к деформируемым сплавам на основе хрома, работающим в окислительных средах при повышенных температурах в течение длительного времени.
Известны сплавы на основе хрома, работающие в газовых средах при высоких температурах, содержащие компоненты при следующем соотношении, масс.%:
хром 55-70, вольфрам 2-8, алюминий 0,5-2, титан 0,2-0,8, кремний 0,6-2, углерод 0,1-0,4, азот 0,003-0,008, бор 0,005-0,03, никель 1-1,5, железо - остальное (а.с. СССР №1475177, №1683346). Сплавы относятся литейным и не предназначены для деформации.
Известны сплавы на основе хрома, позиционируемые как обладающие наилучшим соотношением между прочностью и пластичностью при высокой температуре. Сплав с наилучшим соотношением прочность-пластичность при температуре не ниже 1000°С, а для сверхвысокой температурной зоны не ниже 1050°С содержит не менее 65% хрома, сумма углерода и азота не более 20 млн-1, сера не более 20 млн-1, кислород не более 100 млн-1, кислород в составе оксида не более 50 млн-1, железо и др. примеси - остальное (пат. №7037467 США, МПК7 С22С 27/06, опубликован, 02.05.2006). Согласно регламенту авторов патента, требования к шихте при выплавке сплава по чистоте хрома не ниже 99,9%, по железу - 99,998%, а к технологии - плавка в водоохлаждаемом медном тигле. Недостатком сплава является низкая технологичность при выплавке.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту оптимального соотношения между жаропрочностью и технологической пластичностью является сплав ВХ4, содержащий компоненты при следующем соотношении, масс.%: хром - основа, никель 31-35, вольфрам 1-3, ванадий 0,1-0,4, титан 0,05-0,3 (Б.А. Колачев, В.А. Ливанов, В.Н. Елагин. - «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов». Изд-во «Металлургия, 1981). Сплав выплавляют в вакуумных индукционных печах с использованием огнеупоров на основе оксидов алюминия Al2O3, бериллия ВеО и иттрия Y2O3. Деформированные полуфабрикаты (прутки, трубы, листы, поковки, штамповки и др.) получают методами горячей деформации. Сплав способен длительно работать без защитных покрытий до температуры 1350°С. Жаропрочность при температуре 1000°С - 240 МПа. Однако при этой температуре сплав имеет низкое сопротивление ползучести, в силу чего температурный диапазон работы нагруженных конструкций ограничен 800-900°С.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение температурного диапазона работы нагруженных конструкций за счет повышения температуры перехода от диффузионной к высокотемпературной ползучести.
Технический результат - сохранение высокой пластичности при температуре горячей деформации.
Это достигается тем, что сплав на основе хрома, содержащий никель, вольфрам, ванадий и титан, дополнительно содержит железо при следующем соотношении компонентов, масс.%: никель 20-40, вольфрам 0,5-5, ванадий 0,05-1, титан 0,05-1, железо 0,1-5, а отношение Cr/(Ni+Fe) выбирается в пределах от 1,5 до 2.
Содержание никеля в пределах 20-40 масс.% обеспечивает высокую технологическую пластичность при горячей деформации за счет высокой объемной составляющей твердого раствора на основе никеля в двухфазном сплаве α (твердый раствор Ni в Cr) + γ (твердый раствор Cr в Ni), по которому преимущественно развивается пластическая деформация (фиг.1).
Содержание вольфрама, ванадия и гитана в указанных пределах упрочняют сплав. Железо уже при содержании 0,1-0,2 масс.% заметно увеличивает температуру перехода от диффузионной к высокотемпературной ползучести и понижает скорость высокотемпературной ползучести. При содержании железа >5 масс.% резко снижается технологическая пластичность и возрастает температура горячей деформации. Отношение Cr/(Ni+Fe) в пределах от 1,5 до 2 определяется, с одной стороны, условиями обеспечения технологической пластичности, достаточной для горячей деформации, с другой стороны - формированием перколяционного кластера α-твердого раствора на основе хрома, ответственного за жаропрочность.
Примеры конкретного применения.
Пример 1.
Сплав 1 на основе хрома, содержащий (масс.%): никель 33,3, вольфрам 0,8, ванадий 0,25, титан 0,11, железо 0,2. Соотношение Cr/(Ni+Fe)=1,95.
Пример 2.
Сплав 2 на основе хрома, содержащий (масс.%): никель 33,1, вольфрам 1,68, ванадий 0,06, титан 0,1, железо 1,52. Соотношение Cr/(Ni+Fe)=1,84.
Пример 3.
Сплав 3 на основе хрома, содержащий (масс.%): никель 31,5, вольфрам 4,81, ванадий 0,9, титан 0,8, железо 4,82. Соотношение Cr/(Ni+Fe)=1,57.
Пример 4 (прототип).
Сплав на основе хрома, содержащий (масс.%): никель 32, вольфрам 2,08, ванадий 0,35, титан 12, железо 0,042. Соотношение Cr/(Ni+Fe)=2,04.
Во всех примерах механические испытания проводили на прессованном прутке ⌀26 мм. Технология получения прессованного прутка ⌀26 мм включала вакуумно-индукционную выплавку слитков, электрошлаковый переплав слитков и прессование прутка.
Температура перехода от диффузионной ползучести к высокотемпературной ползучести увеличивается по мере повышения содержания железа при условии соотношения Cr/(Ni+Fe) в пределах 1,5-2.
Сплавы предлагаемого состава 1-3 имеют температуру перехода от диффузионной к высокотемпературной ползучести по крайней мере на 50°С выше, чем прототип, сохраняя высокую пластичность при температуре горячей деформации (таблица 1), что особенно наглядно демонстрирует диаграмма (фиг.2).
Таблица 1 | ||||
Механические свойства сплавов хрома | ||||
Объект | Температура испытаний, °С |
Временное сопротивление, МПа |
Условный предел текучести, МПа |
Относительное удлинение, % |
Сплав 1 (предлагаемый) | 20 | 1150 | 951 | 20,2 |
800 | 404 | 380 | 27,5 | |
900 | 320 | 290 | 33,1 | |
950 | 205 | 180 | 150 | |
1000 | 130 | 85 | 180 | |
Сплав 2 (предлагаемый) | 20 | 1186 | 992 | 14,3 |
900 | 366 | 340 | 24,8 | |
1055 | 125 | 87 | 48 | |
1084 | 94 | 83 | 179 | |
1086 | 89 | 82 | 136 | |
1095 | 69 | 64 | 149 | |
Сплав 3 (предлагаемый) | 20 | 1212 | 1080 | 12,4 |
900 | 390 | 330 | 44 | |
1100 | 82 | 79 | 51 | |
1150 | 68 | 64 | 52,5 | |
1200 | 65 | 62 | 130 | |
Сплав 4 (прототип) | 20 | 1180 | 980 | 18 |
800 | 420 | 405 | 25 | |
900 | 300 | 290 | 120 | |
1000 | 90 | 81 | 190 | |
Примечание: выделена температура высокотемпературной ползучести, в области которой относительное удлинение возрастает на 80-150%. |
Claims (1)
- Сплав на основе хрома, содержащий никель, вольфрам, ванадий, титан, отличающийся тем, что он дополнительно содержит железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:
никель 20,0-40,0 вольфрам 0,5-5,0 ванадий 0,05-1,0 титан 0,05-1,0 железо 0,1-5,0 хром остальное,
при этом отношение содержания хрома к сумме содержаний никеля и железа Cr/(Ni+Fe) составляет от 1,5 до 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013131698/02A RU2522994C1 (ru) | 2013-07-09 | 2013-07-09 | Сплав на основе хрома |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013131698/02A RU2522994C1 (ru) | 2013-07-09 | 2013-07-09 | Сплав на основе хрома |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2522994C1 true RU2522994C1 (ru) | 2014-07-20 |
Family
ID=51217568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013131698/02A RU2522994C1 (ru) | 2013-07-09 | 2013-07-09 | Сплав на основе хрома |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2522994C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU425963A1 (ru) * | 1971-11-29 | 1974-04-30 | Г. И. Филиппов , Б. Б. Гул | Сплав на основе хрома |
US3811960A (en) * | 1972-01-17 | 1974-05-21 | Int Nickel Co | Process of producing nickel chromium alloy products |
DE3620167A1 (de) * | 1986-06-14 | 1987-12-17 | Bayer Ag | Verwendung einer chromhaltigen legierung |
SU1756371A1 (ru) * | 1990-05-30 | 1992-08-23 | Тернопольский Филиал Львовского Политехнического Института | Сплав на основе хрома |
JP3933213B2 (ja) * | 1995-10-03 | 2007-06-20 | 財団法人電気磁気材料研究所 | Cr基合金薄膜およびその製造法ならびにストレインゲージ |
-
2013
- 2013-07-09 RU RU2013131698/02A patent/RU2522994C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU425963A1 (ru) * | 1971-11-29 | 1974-04-30 | Г. И. Филиппов , Б. Б. Гул | Сплав на основе хрома |
US3811960A (en) * | 1972-01-17 | 1974-05-21 | Int Nickel Co | Process of producing nickel chromium alloy products |
DE3620167A1 (de) * | 1986-06-14 | 1987-12-17 | Bayer Ag | Verwendung einer chromhaltigen legierung |
SU1756371A1 (ru) * | 1990-05-30 | 1992-08-23 | Тернопольский Филиал Львовского Политехнического Института | Сплав на основе хрома |
JP3933213B2 (ja) * | 1995-10-03 | 2007-06-20 | 財団法人電気磁気材料研究所 | Cr基合金薄膜およびその製造法ならびにストレインゲージ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108315599B (zh) | 一种高钴镍基高温合金及其制备方法 | |
CN105506390B (zh) | 一种含锆镍基高温合金及制备方法 | |
WO2011090402A2 (ru) | Вторичный титановый сплав и способ его изготовления | |
CN105779817A (zh) | 一种低成本高强高韧钛合金及其制备方法 | |
RU2610657C1 (ru) | Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него | |
CN104818408A (zh) | 一种高强度Ti-Al-Fe-Si合金及其制备方法 | |
CN101565798B (zh) | 一种铁素体系耐热钢及其制造方法 | |
US2977225A (en) | High-temperature alloys | |
KR20180043361A (ko) | 저열팽창 초내열 합금 및 그의 제조 방법 | |
CN106435279A (zh) | 一种高强度抗氧化高温合金及其热处理工艺和应用 | |
US3150971A (en) | High-temperature tungsten base alloys | |
RU2522994C1 (ru) | Сплав на основе хрома | |
EP1149181B1 (en) | Alloys for high temperature service in aggressive environments | |
Fedorova et al. | Invention of a New 718‐Type Ni‐Co Superalloy Family for High Temperature Applications at 750 C | |
CN104388823B (zh) | 一种高强度耐热合金钢 | |
JP5162492B2 (ja) | 高い硬度を有するNi基金属間化合物合金 | |
RU2614356C1 (ru) | Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него | |
JP6090905B2 (ja) | 高温延性と高温クリープ破断寿命に優れた球状黒鉛鋳鉄およびその製造方法 | |
CN105624467A (zh) | 一种含Fe和Mn合金元素的α钛合金 | |
CN105838925B (zh) | 耐高温氧化镍基合金 | |
TWI657147B (zh) | 一種高應力鎳基合金 | |
CN106167863A (zh) | 一种低铍铝合金及其制备方法与应用 | |
RU2428497C1 (ru) | Жаропрочный никелевый сплав для получения изделий методом металлургии гранул | |
Du et al. | Microstructure and mechanical properties of novel 718 superalloy | |
JP6122932B2 (ja) | 高靭性アルミニウム合金鋳物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TC4A | Change in inventorship |
Effective date: 20210517 |