RU2588949C1 - ALLOY BASED ON INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND ARTICLE MADE THEREFROM - Google Patents
ALLOY BASED ON INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND ARTICLE MADE THEREFROM Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588949C1 RU2588949C1 RU2015111812/02A RU2015111812A RU2588949C1 RU 2588949 C1 RU2588949 C1 RU 2588949C1 RU 2015111812/02 A RU2015111812/02 A RU 2015111812/02A RU 2015111812 A RU2015111812 A RU 2015111812A RU 2588949 C1 RU2588949 C1 RU 2588949C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- intermetallic compound
- intermetallic
- alloy based
- molybdenum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным жаропрочным сплавам на основе интерметаллида Ni3Al, предназначенным для изготовления методом направленной кристаллизации и монокристаллического литья, например, сопловых и рабочих лопаток, блоков сопловых лопаток, сегментов камеры сгорания, створок и других деталей горячего тракта газотурбинных двигателей авиационной промышленности.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to heat-resistant foundry alloys based on Ni 3 Al intermetallic, intended for the manufacture by directional crystallization and single-crystal casting, for example, nozzle and working blades, nozzle blade blocks, segments of the combustion chamber, wings and other parts of the hot duct gas turbine engines of the aviation industry.
Известен сплав (патент US 6106640, МПК С22С 19/05, С22С 019/05; опубл. 22.08.2000) на основе интерметаллида Ni3Al со следующим химическим составом, атомн. %:Known alloy (patent US 6106640, IPC C22C 19/05, C22C 019/05; publ. 08/22/2000) based on intermetallic Ni 3 Al with the following chemical composition, atomic. %:
Сплав обладает недостаточной прочностью при растяжении при повышенных температурах. При температуре 1200°C предел прочности составляет 130 МПа, предел ползучести - 127 МПа. Вследствие невысоких прочностных характеристик номенклатура изделий из этого сплава ограничена.The alloy has insufficient tensile strength at elevated temperatures. At a temperature of 1200 ° C, the tensile strength is 130 MPa, the creep strength is 127 MPa. Due to the low strength characteristics, the range of products from this alloy is limited.
Известен сплав (патент РФ 2198233, МПК С22С 19/05, опубл. 10.02.2003 г.) на основе интерметаллида Ni3Al, следующего химического состава, масс. %:Known alloy (patent of the Russian Federation 2198233, IPC С22С 19/05, publ. 02/10/2003) based on intermetallic Ni 3 Al, the following chemical composition, mass. %:
а также изделие, выполненное из этого сплава. Сплав обладает недостаточной жаропрочностью при температуре 1200 с на базе испытания 100 часов для кристаллографической ориентации (КТО) [001], что существенно сужает область применения изделий из этого сплава.as well as a product made of this alloy. The alloy has insufficient heat resistance at a temperature of 1200 s based on a test of 100 hours for crystallographic orientation (CTO) [001], which significantly narrows the scope of applications of products from this alloy.
Известен сплав (патент РФ 2256716, МПК С22С 19/05, опубл. 20.07.2005 г.) на основе интерметаллида Ni3Al, следующего химического состава, масс. %:Known alloy (RF patent 2256716, IPC C22C 19/05, publ. 07/20/2005) based on intermetallic Ni 3 Al, the following chemical composition, mass. %:
а также изделие, выполненное из этого сплава.as well as a product made of this alloy.
Сплав обладает недостаточной кратковременной прочностью и пределом текучести при комнатной температуре, низким уровнем жаростойкости при температурах выше 1100°C, что существенно сужает область применения изделий из этого сплава.The alloy has insufficient short-term strength and yield strength at room temperature, low heat resistance at temperatures above 1100 ° C, which significantly narrows the scope of applications of this alloy.
Известен сплав (патент РФ 2484167, МПК С22С 19/05, опубл. 10.06.2013 г.) на основе интерметаллида Ni3Al, следующего химического состава, масс. %:A known alloy (RF patent 2484167, IPC С22С 19/05, publ. 06/10/2013) based on intermetallic Ni 3 Al, the following chemical composition, mass. %:
а также изделие, выполненное из этого сплава.as well as a product made of this alloy.
Сплав обладает недостаточной кратковременной прочностью и пределом текучести при комнатной температуре.The alloy has insufficient short-term strength and yield strength at room temperature.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип (патент РФ 2434068, МПК С22С 19/05, опубл. 20.11.2011 г.), является сплав на основе интерметаллида Ni3Al, имеющий химический состав, масс. %:The closest analogue, taken as a prototype (RF patent 2434068, IPC С22С 19/05, published on November 20, 2011), is an alloy based on intermetallic Ni 3 Al having a chemical composition, mass. %:
а также изделие, выполненное из этого сплава.as well as a product made of this alloy.
Значения кратковременной прочности (
Технической задачей и техническим результатом предлагаемого изобретения являются повышение жаропрочности при температуре 1200°C на базе 100 часов, кратковременной прочности и предела текучести при комнатной температуре для КГО [001] сплава на основе интерметаллида Ni3Al и изделия, выполненного из этого сплава.The technical task and the technical result of the invention are to increase the heat resistance at a temperature of 1200 ° C on the basis of 100 hours, short-term strength and yield strength at room temperature for KGO [001] alloy based on intermetallic Ni 3 Al and products made from this alloy.
Для достижения поставленного технического результата предлагается сплав на основе интерметаллида Ni3Al, содержащий алюминий, хром, молибден, вольфрам, титан, тантал, рений, кобальт, углерод, лантан, гафний, цирконий, иттрий, никель, который дополнительно содержит неодим, эрбий, празеодим при следующем соотношении компонентов, масс. %:To achieve the technical result, we propose an alloy based on intermetallic Ni 3 Al containing aluminum, chromium, molybdenum, tungsten, titanium, tantalum, rhenium, cobalt, carbon, lanthanum, hafnium, zirconium, yttrium, nickel, which additionally contains neodymium, erbium, praseodymium in the following ratio of components, mass. %:
и изделие, выполненное из этого сплава.and an article made of this alloy.
Было установлено, что при введении в предлагаемый сплав на основе интерметаллида Ni3Al, редкоземельных металлов неодима, празеодима и эрбия в заявленном соотношении, наблюдается связывание кислорода в соединения (Nd,Pr,Er)2О3, затруднение скольжения дислокаций, за счет образования атмосфер Котрелла, упрочнение γ-твердого раствора сплава и образование мелкодисперсных интерметаллидных фаз типа Er2Al3, (Nd,Pr,Er)Al, ErRe2, (Nd,Pr,Er)Ni5, (Nd,Pr,Er)ZrAl2, что приводит к снижению ликвационной неоднородности, повышению жаропрочности при температуре 1200°C на базе 100 часов, повышению кратковременной прочности и предела текучести при комнатной температуре для КГО [001], а также к повышению жаростойкости сплава при температуре 1200°C.It has been found that when administered in the proposed alloy based on intermetallic compound Ni 3 Al, the rare earth metal neodymium, praseodymium and erbium in the claimed ratio of oxygen binding observed in the compound (Nd, Pr, Er) 2 O 3, difficulty dislocation slip, through the formation of Cotrell atmospheres, hardening of a γ-solid alloy solution and the formation of finely dispersed intermetallic phases like Er 2 Al 3 , (Nd, Pr, Er) Al, ErRe 2 , (Nd, Pr, Er) Ni 5 , (Nd, Pr, Er) ZrAl 2 , which leads to a decrease in segregation heterogeneity, an increase in heat resistance at a temperature of 1200 ° C at the base of 100 h aces, increase the short-term strength and yield strength at room temperature for KGO [001], as well as to increase the heat resistance of the alloy at a temperature of 1200 ° C.
Использование предлагаемого сплава на основе интерметаллида Ni3Al и изделий, выполненных из этого сплава, приводит к повышению надежности изделий, таких как рабочие и сопловые лопатки, и увеличивает ресурс их работы за счет повышения жаропрочности, кратковременной прочности (
Примеры осуществления изобретенияExamples of carrying out the invention
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 стальные трубы диаметром 90 мм отбирали стружку на химический анализ. Результаты химического анализа составов предлагаемого сплава и сплава-прототипа 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 into steel pipes with a diameter of 90 mm, chips were taken for chemical analysis. The results of a chemical analysis of the compositions of the proposed alloy and prototype alloy are shown in table 1.
Содержание легирующих элементов, газов, 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.
Затем выплавленные сплавы переплавляли в вакуумной установке для высокоградиентной направленной кристаллизации и получали заготовки с монокристаллической структурой, главная ось симметрии которых совпадала с кристаллографическим направлением роста [001], в виде отливок (диаметр 16 мм, длина 185 мм). Из полученных монокристаллических отливок изготавливали образцы для механических испытаний на растяжение и длительную прочность, а также образцы для испытаний на жаростойкость.Then, the melted alloys were remelted in a vacuum setup for high-gradient directional crystallization to obtain billets with a single-crystal structure, the main axis of symmetry of which coincided with the crystallographic growth direction [001], in the form of castings (diameter 16 mm, length 185 mm). Samples for mechanical tensile tests and long-term strength, as well as samples for heat resistance tests, were made from the obtained single-crystal castings.
Механические свойства предлагаемого сплава с различным соотношением компонентов и сплава-прототипа определяли на стандартных образцах с КГО [001] при соотношении l/d=5 по ГОСТ 1497, ГОСТ 9651, ГОСТ 10145. Критерием являются средние значения из 10 образцов на точку с доверительной вероятностью 0,8.The mechanical properties of the proposed alloy with a different ratio of components and the prototype alloy were determined on standard samples with KGO [001] at a ratio l / d = 5 according to GOST 1497, GOST 9651, GOST 10145. The criterion is the average of 10 samples per point with a confidence probability 0.8.
Испытания на жаростойкость предлагаемого сплава с различным соотношением компонентов и сплава-прототипа проводили в соответствии с ГОСТ 6130.The heat resistance tests of the proposed alloy with a different ratio of components and prototype alloy were carried out in accordance with GOST 6130.
Механические свойства и коррозионная стойкость предлагаемого сплава с различным соотношением компонентов и сплава-прототипа, полученных по одной и той же технологической схеме, приведены в таблице 2.The mechanical properties and corrosion resistance 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 сплава-прототипа: время до разрушения при температуре 1200°C при напряжении
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015111812/02A RU2588949C1 (en) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | ALLOY BASED ON INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND ARTICLE MADE THEREFROM |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015111812/02A RU2588949C1 (en) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | ALLOY BASED ON INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND ARTICLE MADE THEREFROM |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2588949C1 true RU2588949C1 (en) | 2016-07-10 |
Family
ID=56370855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015111812/02A RU2588949C1 (en) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | ALLOY BASED ON INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND ARTICLE MADE THEREFROM |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2588949C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2629413C1 (en) * | 2016-08-04 | 2017-08-29 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Ni3al intermetallide-based heat-resistant alloy and articles made thereof |
RU2769330C1 (en) * | 2021-06-24 | 2022-03-30 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Cast heat-resistant nickel alloy with monocrystalline structure |
RU2775419C1 (en) * | 2021-11-17 | 2022-06-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ВИАМ) | ALLOY BASED ON Ni3Al INTERMETALLIC COMPOUND AND METHOD FOR ITS PRODUCTION |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3922168A (en) * | 1971-05-26 | 1975-11-25 | Nat Res Dev | Intermetallic compound materials |
US5435861A (en) * | 1992-02-05 | 1995-07-25 | Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales | Nickel-based monocrystalline superalloy with improved oxidation resistance and method of production |
RU2297467C1 (en) * | 2005-10-26 | 2007-04-20 | Открытое акционерное общество "Композит" | INTERMETALLIDE Ni3Al-BASE ALLOY AND ARTICLE MADE OF THEREOF |
RU2434068C1 (en) * | 2010-10-05 | 2011-11-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | ALLOY ON BASE OF INTER-METALLIDE Ni3Al |
-
2015
- 2015-04-01 RU RU2015111812/02A patent/RU2588949C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3922168A (en) * | 1971-05-26 | 1975-11-25 | Nat Res Dev | Intermetallic compound materials |
US5435861A (en) * | 1992-02-05 | 1995-07-25 | Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales | Nickel-based monocrystalline superalloy with improved oxidation resistance and method of production |
RU2297467C1 (en) * | 2005-10-26 | 2007-04-20 | Открытое акционерное общество "Композит" | INTERMETALLIDE Ni3Al-BASE ALLOY AND ARTICLE MADE OF THEREOF |
RU2434068C1 (en) * | 2010-10-05 | 2011-11-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | ALLOY ON BASE OF INTER-METALLIDE Ni3Al |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПОВАЛЯЕВА Т.А., Разработка составов лигатур для микролегирования редкоземельными металлами сплавов на основе Ni3Al, Всероссийская научно-техническая конференция, Студенческая научная весна 2014: Машиностроительные технологии. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2629413C1 (en) * | 2016-08-04 | 2017-08-29 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Ni3al intermetallide-based heat-resistant alloy and articles made thereof |
RU2769330C1 (en) * | 2021-06-24 | 2022-03-30 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Cast heat-resistant nickel alloy with monocrystalline structure |
RU2775419C1 (en) * | 2021-11-17 | 2022-06-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ВИАМ) | ALLOY BASED ON Ni3Al INTERMETALLIC COMPOUND AND METHOD FOR ITS PRODUCTION |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2612936B1 (en) | Rhenium-free single crystal superalloy for turbine blades and vane applications | |
CA2841329A1 (en) | Hot-forgeable ni-based superalloy excellent in high temperature strength | |
WO2011090451A1 (en) | CASTING ALLOY OF THE AIMgSI TYPE | |
RU2588949C1 (en) | ALLOY BASED ON INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND ARTICLE MADE THEREFROM | |
JP2011046972A (en) | Nickel based superalloy for unidirectional solidification having excellent strength and oxidation resistance characteristic | |
RU2484167C1 (en) | Ni3Al INTERMETALLIDE-BASED ALLOY AND ARTICLES MADE THEREOF | |
CN110951989B (en) | High-strength and high-toughness copper-zinc-aluminum shape memory alloy and preparation method thereof | |
RU2434068C1 (en) | ALLOY ON BASE OF INTER-METALLIDE Ni3Al | |
RU2434069C1 (en) | Cast heat resistant alloy on base of nickel | |
RU2398906C1 (en) | ALLOY ON BASE OF INTER-METALLIDE Ni3Al | |
RU2610577C1 (en) | CASTING ALLOY BASED ON INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al, AND ARTICLE OUT OF IT | |
RU2716568C1 (en) | Deformed welded aluminum-calcium alloy | |
RU2674274C1 (en) | Heat-resistant nickel-based cast alloy and an article made therefrom | |
JP2014196525A (en) | Heat-resistant magnesium alloy | |
RU2672463C1 (en) | Heat-resistant nickel-based cast alloy and an article made therefrom | |
RU2434067C1 (en) | ALLOY ON BASE OF INTER-METALLIDE Ni3Al | |
RU2794496C1 (en) | Heat-resistant nickel-based casting alloy and a product made from it | |
RU2349663C1 (en) | ALLOY ON BASIS OF INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND PRODUCT, MADE OF IT | |
RU2740929C1 (en) | Nickel-based heat-resistant foundry alloy and article made therefrom | |
RU2685926C1 (en) | Nickel-based intermetallic alloy and article made from it | |
RU2402624C1 (en) | Heat resistant alloy on base of nickel | |
RU2766197C1 (en) | Cast heat-resistant nickel-based alloy and an article made from it | |
RU2737835C1 (en) | Nickel-based heat-resistant wrought alloy and article made from it | |
RU2626118C2 (en) | Casting heat resistant nickel-based alloy | |
RU2562202C1 (en) | Composition of nickel-based heat-resistant alloy charge of equiaxial structure for gas turbine working blade casting |