SU809902A1 - Жаропрочный сплав на основе никел - Google Patents

Abstract

ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ, содержащий хром, молибден, вольфр'ам, титан, алюминий, кобальт, бор, цирконий, церий и иттрий, о т- личающийс  тем, что, с целью повьшени  длительной прочности и коррозионной стойкости при повьшен-ных температурах,-он дополнительносодержит ниобий,тантал и барий при следующем соотношении коьтонентов, мае.%:Хром15-17Молибден1,5-3 ;Вольфрам. 3,5-5Титан5-6Алюминий2,5-3,5Кобальт12-16Бор0,02-0>&,05Цирконий0,01-0,3Ц€рий0,02-0,1• Иттрий0,05-0,3Ниобий0,5-2,5Тантал0,05-1,5Барий0,01-0,3НикельОстальное§^00О;о ;о

Description

Изобретение относитс  к металлгии сплавов, в частности к жаропрочным литейным сплавам на основе никел ,

Широко известны в металлургии дформируемые и литейные сплавы, содержавшие в качестве основы никель, а также хром, молибден, титан,алюминий , вольфрам и кобальт,. служащи дл  изготовлени  многих деталей газовых турбин реактивной авиации, в судовых газотурбинных установках стационарных газовых турбинах.

Наиболее близким по химическому составу  вл етс  сплав на основе никел , используемый дл  изготовлени  деталей ГТД, который содержит ингредиента, в следукив(их количествах , мас.%:

XipoM

15-17 3,5-4,5

Молибден 4,6-6,0 Вольфрам 2,5-3,0 Титан 2,4-3,0 .Алкминий 4,0-6,0 Кобальт Бор

0,01-0,02

1&РКОНИЙ 0,3-0,5

Иттрий 0,1-0,5

Церий

0,03-0,5

Примеси

0,05-0,12

углерод

кремний 0,01-0,6 0,01-0,6

марганец

никель остальное

Этот сплав имеет кристаллическую структуру и свойства приведенные в табл. 1,

Известный сплав имеет недостаточнр высокую длительную прочность и неудовлетворительную коррозионную стойкость, особенно при применении топлива, содержащего серу.

Целью изобретени   вл етс  повышение длительной прочности и коррозионной стойкости при повышенных температурах . Цель достигаетс  тем, что .предлагаетс  дополнительно ввести ниобий тантал и барий, увеличить содержание кобальта, титана, уменьшить содержание молибдена.

Предлагаемый сплав имеет следу кщий состав, мае.%:

Хром15-17

Молибден 1,5-3,0 Вольфрам 3,5-5,0 Титан5,0-6,0

Алюминий 2,5-3,5 Кобальт 12,,0

0,02-0,05

0,01-0,3

0,02-0,1

0,05-0,3

0,5-2,5

0,05-1,5

0,01-0,3

0,05-0,1 0,01-0,6 0,01-0,5 остальное

Повышение содержани  титана и уменьшение содержани  молибдена позвол ет повысить коррозионную стойкость ПРИ 870-950°С.

Повьш1енное содержание титана способствует также увеличению длительной прочности, причем отношение Ti/Al  п  достижени  этих показателей должно быть в пределах 1,52 ,5, в св зи с этим снижено содержание алюмини  дл  сохранени  суммы (Ti + А1) 7,5 - 9,5%.

Дл  стабилизации Х5р актерйст ик длительной прочности, увеличени  растворимости алюмини  и титана значительно увеличено содержание кобальта . Ниобий и тантал введены дл  увеличени  длительной прочности, ниобий и тантал участвуют в образовании упрочн ющей фазы, тем самым повышал длительную прочность. Введение бари  способствует измельчению частиц упрочн ющей фазы,преп тствует ее росту, повыша  тем самым жаропрочность .

Дл  получени  сплава быпи подготовлены три смеси ингредиентов, содержащие ка ада , мас.%: хром 16,0; молибден 2,25; вольфрам 4,25; титан 5,5; алюминий 3,0; кобальт 14,0; цирконий 0,15; церий 0,06; иттрий 0,17, отличающиес  друг от друга содержанием ниоби , тантала и бари , равным в каждой смеси последовательно , мас.%: 0,5; 1,5; 2,5; 0,05; 0,77; 1,5; 0,01; 0,15; 0,3 (соответственно с последовательностью перечислени ) , а также содержанием никел , составл кнцим дополнительную до 100% часть в каждой смеси.

Содержание таких элементов как бор, барий, цирконий, церий и иттрий указано по расчетному количеству. Величина угара прин та равной 50%. 38 Кажда  смесь была выплавлена отдельно в опытно-производственных услови х . Полученные сплавы имели характеристики длительной прочности, вриведенные в табл. 2. Основные свойства предлагаемого :сплава представлены в табл. 3. 2 Как видно ид таблицы, коррозионна  стойкость и длительна  прочность превышают те же величины у известного сплава. Это позвол ет увеличить долговечность лопатки газотурбинного двигател  в 1,7-2,2 раза;. Возможность исправлени  литых лопаток путем холодной деформации в штампах и сварки ных соединени х позвол ет повысить .коэффициент выхода годных- отливок IB 2-2,3 раза: ;, Таблица

Твердость Ад ,мм

Предел прочности, кг/мм

Предел текучести, кг/мм

Длительна  прочность, ( Г- 100 ч), кг/мм

Жаростойкость , испытани  40 ч, топливо с 1% S,

впрыск ( + NaCl),привес 0,035, 0,037 г/см

Твердость (,мм 3,5-3,7

:Предел прочности,

кг/мм 92-97

14-15

21-23

41-43

Таблица 3 75-78

.

44-46 24-26 16-18

Испытани  40 ч при 950 С,топливо с 1Z

S, впрыск ( NaCl), привес 0,013-0,019 г/см

Примечание. Данные по жаростойкости приведены

Продолжение табл 3.

в результате сравнительных испытаний известного и предлагаемого сплавов.

Claims (2)

1. ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ, Содержащий хром, молибден, вольфр'ам, титан, алюминий, кобальт, бор, цирконий, церий и иттрий, о тличающийся тем, что, с целью повышения длительной прочности и коррозионной стойкости при повышен ных температурах,*он дополнительно содержит ниобий, тантал и барий при следующем соотношении компонентов, мае · ^ · Хром Молибден Вольфрам Титан Алюминий Кобальт Бор Цирконий Церий’ Иттрий Ниобий Тантал Барий Никель

   15-17

   1.5- 3 . 3,5-5

   5-6
2. 2.5- 3,5

   12-16

   0,02-0*, 05

   0,01-0,3 0,02-0,1 0,05-0,3

   0,5-2,5

   0,05-1,5

   0,01-0,3

   Остальное

   00 © со со