RU2600787C1 - Copper-nickel alloy and article made therefrom - Google Patents
Copper-nickel alloy and article made therefrom Download PDFInfo
- Publication number
- RU2600787C1 RU2600787C1 RU2015125064/02A RU2015125064A RU2600787C1 RU 2600787 C1 RU2600787 C1 RU 2600787C1 RU 2015125064/02 A RU2015125064/02 A RU 2015125064/02A RU 2015125064 A RU2015125064 A RU 2015125064A RU 2600787 C1 RU2600787 C1 RU 2600787C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- nickel
- copper
- titanium
- silicon
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/002—Alloys based on nickel or cobalt with copper as the next major constituent
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе никеля, предназначенным для изготовления деталей и узлов, обладающих высоким уровнем износо- и коррозионной стойкости, антифрикционных свойств, применяемых в авиационной промышленности.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to nickel-based alloys intended for the manufacture of parts and assemblies with a high level of wear and corrosion resistance, antifriction properties used in the aviation industry.
Уровень надежности топливной аппаратуры ГТД во многом определяется применением современных электронных систем управления, контроля и диагностики. Вместе с тем большое влияние на работоспособность этой системы оказывают материалы для деталей особо ответственного назначения, к которым относятся золотниковые пары. От их бесперебойной работы зависит надежность не только топливной аппаратуры, но и ГТД в целом. Повышение ресурса золотниковых деталей в настоящее время является одной из наиболее актуальных задач, особенно в связи с расширившимся применением топлив с высоким содержанием серы, т.к. ресурс агрегатов гидроавтоматики определяется ресурсом золотниковых деталей, применяемых в них. Традиционные пары, такие как бронза-сталь и сталь-сталь, не выдерживают жестких условий эксплуатации применения новых топлив из-за недостаточной прочности и износостойкости (для бронз) или из-за склонности к схватыванию при превышении определенных условий эксплуатации.The reliability level of gas turbine engine equipment is largely determined by the use of modern electronic control systems, monitoring and diagnostics. At the same time, materials for especially critical parts, which include spool pairs, have a great influence on the operability of this system. The reliability of not only the fuel equipment, but also the gas turbine engine as a whole depends on their uninterrupted operation. Increasing the life of spool parts is currently one of the most urgent tasks, especially in connection with the expanded use of fuels with a high sulfur content, because the resource of hydraulic power units is determined by the resource of spool parts used in them. Traditional fumes, such as bronze-steel and steel-steel, do not withstand the harsh operating conditions of the use of new fuels due to insufficient strength and wear resistance (for bronzes) or because of the tendency to set when exceeding certain operating conditions.
Дальнейшее повышение ресурсных характеристик золотниковых деталей возможно за счет разработки нового сплава, который бы сочетал в себе высокую коррозионную стойкость с более высокими прочностными характеристиками и твердостью, что позволит повысить износостойкость медно-никелевой композиции.A further increase in the resource characteristics of the spool parts is possible due to the development of a new alloy that would combine high corrosion resistance with higher strength characteristics and hardness, which will increase the wear resistance of the copper-nickel composition.
Известен сплав (CN 1405343, опубл. 26.03.2003 г. ) имеющий следующий химический состав в мас.%:Known alloy (CN 1405343, publ. March 26, 2003) having the following chemical composition in wt.%:
Недостатками указанного сплава является низкая износостойкость, поскольку основной упрочняющей фазой является не силицидная, имеющая исключительно высокую микротвердость, а типичная для жаропрочных сплавов γ′-фаза типа Ni3(Al, Ti), имеющая меньшую микротвердость. Изделия имеют склонность к схватыванию при превышении определенных условий эксплуатации. Из данного сплава изготавливаются рабочие валы топливных насосов, инструменты и приборы для нефтяных скважин, хирургические инструменты.The disadvantages of this alloy are low wear resistance, since the main hardening phase is not silicide, which has an extremely high microhardness, but a γ′-phase of Ni 3 (Al, Ti) type, which has a lower microhardness, typical of heat-resistant alloys. Products have a tendency to set when exceeding certain operating conditions. The working shafts of fuel pumps, tools and instruments for oil wells, and surgical instruments are made from this alloy.
Из уровня техники (патент РФ №2278178, МПК С22С 19/03, опубл. 20.06.2006 г. ) известен сплав на основе никеля, который применятся в деталях узлов трения систем автоматического управления ГТД следующего состава в мас.%:The prior art (RF patent No. 2278178, IPC C22C 19/03, publ. 06/20/2006) known alloy based on Nickel, which is used in the details of friction units of automatic control systems of gas turbine engines of the following composition in wt.%:
Недостатком указанного сплава и изделий из него является его недостаточно высокие механические свойства.The disadvantage of this alloy and products from it is its insufficiently high mechanical properties.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип (патент РФ №2191843, МПК С22С 19/03, опубл. 19.01.2001 г. ), является сплав следующего состава, в мас.%:The closest analogue taken as a prototype (RF patent No. 2191843, IPC С22С 19/03, publ. 19.01.2001), is an alloy of the following composition, in wt.%:
Недостатками этого сплава является низкий предел прочности σв=1200 МПа, а также невысокие значение твердости HRC 38-40 ед., что негативно сказывается в работе, поскольку в жестких условиях эксплуатации, а также вследствие недостаточной прочности и износостойкости сплав имеет склонность к схватыванию.The disadvantages of this alloy are the low tensile strength σ in = 1200 MPa, as well as the low hardness value HRC of 38-40 units, which negatively affects the work, since under severe operating conditions, as well as due to insufficient strength and wear resistance, the alloy has a tendency to set.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка состава нового деформируемого высокопрочного износо- и коррозионностойкого медно-никелевого сплава для деталей узлов трения систем автоматического управления и опытных технологий его получения.The technical task of the present invention is to develop the composition of a new deformable high-strength wear-resistant and corrosion-resistant copper-nickel alloy for parts of friction units of automatic control systems and experimental technologies for its production.
Техническим результатом изобретения является разработка сплава на основе никеля и изделия, выполненного из него, обладающих по сравнению с прототипом более высокими механическими свойствами, такими как ударная вязкость, предел прочности и твердости.The technical result of the invention is the development of an alloy based on Nickel and products made from it, possessing, in comparison with the prototype, higher mechanical properties, such as impact strength, tensile strength and hardness.
Для достижения поставленного технического результата предлагается сплав на основе никеля, содержащий медь, железо, кремний, марганец, титан, магний, углерод, дополнительно содержащий молибден, вольфрам, диспрозий, кальций и церий при следующем соотношении компонентов в мас.%:To achieve the technical result, we propose a nickel-based alloy containing copper, iron, silicon, manganese, titanium, magnesium, carbon, additionally containing molybdenum, tungsten, dysprosium, calcium and cerium in the following ratio of components in wt.%:
и изделие, выполненное из этого сплава.and an article made of this alloy.
Введение дополнительного компонента в сплав - вольфрама - в заявленном соотношении с другими компонентами позволяет повысить ударную вязкость, причем вольфрам также компенсирует снижение ударной вязкости с ростом содержания кремния до 5,1%.The introduction of an additional component in the alloy - tungsten - in the stated ratio with other components can increase the toughness, and tungsten also compensates for the decrease in toughness with an increase in silicon content up to 5.1%.
Введение титана и молибдена в указанных количествах обусловлено необходимостью комплексного модифицирования структуры, которое способствует измельчению микрозерна за счет образования дополнительных плоскостей скольжения в процессе деформации и тем самым повышает твердость сплава. Для обеспечения низких значений уровня газовых примесей в качестве технологических добавок вводят щелочноземельные элементы магний и кальций в количестве 0,07 и 0,02% соответственно, а в качестве раскислителя - церия и диспрозия на 0,07 и 0,035%.The introduction of titanium and molybdenum in the indicated amounts is due to the need for complex modification of the structure, which contributes to the refinement of micrograins due to the formation of additional slip planes during deformation and thereby increases the hardness of the alloy. To ensure low levels of gas impurities, alkaline earth elements magnesium and calcium are introduced in the amount of 0.07 and 0.02%, respectively, and cerium and dysprosium are 0.07 and 0.035% as deoxidants.
Введение углерода, помимо частичного раскисляющего действия, обеспечивает образование карбидов, способствующих повышению твердости сплава.The introduction of carbon, in addition to a partial deoxidizing effect, provides the formation of carbides, which increase the hardness of the alloy.
Примеры осуществления изобретения.Examples of carrying out the invention.
Сплав выплавляют в вакуумных индукционных печах с использованием как чистых шихтовых материалов, так и отходов собственного производства на стандартном оборудовании по принятой технологии. Разлив металла производится, в основном, в металлические формы (медные, чугунные изложницы). Затем слитки сплава подвергают деформации на прессе на прутки, поковки, шайбы. Полученные литые заготовки продеформируют с 045-90 на прутки 015-50 мм. Прутки подвергают термообработке, состоящей из закалки и старения.The alloy is smelted in vacuum induction furnaces using both pure charge materials and domestic waste using standard equipment using accepted technology. Metal spillage is carried out mainly in metal forms (copper, cast-iron molds). Then the alloy ingots are subjected to deformation in the press on bars, forgings, washers. The resulting cast billets are deformed from 045-90 to bars 015-50 mm. The rods are subjected to heat treatment, consisting of hardening and aging.
Составы и свойства предлагаемого сплава и сплава-прототипа приведены в таблицах 1 и 2.The compositions and properties of the proposed alloy and prototype alloy are shown in tables 1 and 2.
Из таблицы 2 видно, что заявленным изобретением обеспечивается прирост механических свойств предлагаемого сплава по сравнению со сплавом-прототипом: по пределу прочности на 10%, по твердости на 15-10%.From table 2 it is seen that the claimed invention provides an increase in the mechanical properties of the proposed alloy compared with the prototype alloy: tensile strength by 10%, hardness by 15-10%.
Использование предлагаемого сплава позволит повысить ресурс и надежность изделий авиационной техники.Using the proposed alloy will improve the resource and reliability of aircraft products.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015125064/02A RU2600787C1 (en) | 2015-06-25 | 2015-06-25 | Copper-nickel alloy and article made therefrom |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015125064/02A RU2600787C1 (en) | 2015-06-25 | 2015-06-25 | Copper-nickel alloy and article made therefrom |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2600787C1 true RU2600787C1 (en) | 2016-10-27 |
Family
ID=57216489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015125064/02A RU2600787C1 (en) | 2015-06-25 | 2015-06-25 | Copper-nickel alloy and article made therefrom |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2600787C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU159037A1 (en) * | 1962-10-19 | 1963-11-22 | ||
US3578440A (en) * | 1968-03-25 | 1971-05-11 | Int Nickel Co | Nickel-copper alloy |
US5725687A (en) * | 1994-11-16 | 1998-03-10 | The Foundation: The Research Institute Of Electric And Magnetic Alloys | Wear-resistant high permability alloy and method of manufacturing the same and magnetic recording and reproducing head |
RU2191843C2 (en) * | 2001-01-19 | 2002-10-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Nickel-base alloy and article made of thereof |
RU2341576C2 (en) * | 2007-01-09 | 2008-12-20 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Casting copper-bearing alloy based on nickel |
-
2015
- 2015-06-25 RU RU2015125064/02A patent/RU2600787C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU159037A1 (en) * | 1962-10-19 | 1963-11-22 | ||
US3578440A (en) * | 1968-03-25 | 1971-05-11 | Int Nickel Co | Nickel-copper alloy |
US5725687A (en) * | 1994-11-16 | 1998-03-10 | The Foundation: The Research Institute Of Electric And Magnetic Alloys | Wear-resistant high permability alloy and method of manufacturing the same and magnetic recording and reproducing head |
RU2191843C2 (en) * | 2001-01-19 | 2002-10-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Nickel-base alloy and article made of thereof |
RU2341576C2 (en) * | 2007-01-09 | 2008-12-20 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Casting copper-bearing alloy based on nickel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2841329C (en) | Hot-forgeable ni-based superalloy excellent in high temperature strength | |
CA2901259C (en) | Nickel-cobalt alloy | |
RU2499068C1 (en) | Nickel-base superalloy, and parts made from above said superalloy | |
US8685316B2 (en) | Ni-based heat resistant alloy, gas turbine component and gas turbine | |
JP2007031734A (en) | High strength bolt having excellent delayed fracture resistance, and method for producing the same | |
CN112135916B (en) | Piston for an internal combustion engine and use of a piston for an internal combustion engine | |
US9506125B2 (en) | Aircraft engine shaft comprising a maraging steel having a tensile strength of 2300MPa or more | |
KR20130121755A (en) | Steel for stream turbine blade with excellent strength and toughness | |
CN102199739A (en) | Heat resistant steel for exhaust valve | |
JP6427272B2 (en) | bolt | |
CA2930161A1 (en) | Maraging steel | |
JP2010280950A (en) | Heat resistant steel for exhaust valve and method for producing the same | |
JP2016132824A (en) | HIGH STRENGTH Ni-BASED SUPER ALLOY | |
EP2447385B1 (en) | Heat-resistant steel for engine valve having excellent high-temperature strength | |
CN105164291A (en) | Alloy composition | |
RU2600787C1 (en) | Copper-nickel alloy and article made therefrom | |
CN1030721C (en) | Improved austinetic Cr-Ni alloy designed for oil country tubular products | |
US8741215B2 (en) | Heat-resisting steel for engine valves excellent in high temperature strength | |
JPH08127831A (en) | Synchronizer ring made of copper alloy excellent in wear resistance | |
JP2014208869A (en) | Precipitation-strengthened martensitic steel | |
RU2385358C1 (en) | Cast alloy on aluminium base | |
CN102400060A (en) | Novel nitrogen-containing austenitic heat-resistant steel | |
RU2600467C1 (en) | High-strength beryllium-containing steel | |
JP6657917B2 (en) | Maraging steel | |
JPH06228713A (en) | Austenitic heat resistant cast steel excellent in strength at high temperature and machinability and exhaust system parts using same |