Восстановительная смесь для плавки жаропрочных сплавов

 

Использование: производство литых заготовок из жаропрочных сплавов на основе никеля. Сущность изобретения: восстановительная смесь для плавки жаропрочных сплавов, содержащая карбид ниобия и фтористый кальций, дополнительно содержит карбид тантала и гидрид кальция при следующем соотношении компонентов, мае. % карбид ниобия 38-62; карбид тантала 8-12; фтористый кальций 15-25; гидрид кальция 15-25. Восстановительная смесь обеспечивает повышение качества жаропрочных отливок , в частности лопаток, за счет уменьшения брака по точечным дефектам, повышает надежность газотурбинных двигателей . 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4815033/02 (22) 16.04.90 (46) 23.07,92. Бюл. N 27 (71) Самарский филиал Научно-исследовательского института технологии и организации производства двигателей (72) А.В.Куцев, И.Ю.Палагин, А.И,Колчев и С.П.Галанов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1356501, кл. С 22 С 9/08, 1988.

Авторское свидетельство СССР № 1542077, кл, С 22 С 35/OG, 1988.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1538522, кл. С 21 С 5/52, 1988, (54) ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ

ПЛАВКИ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ.

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к производству литых заготовок из жаропрочных сплавов на основе никеля, Целью изобретения является повышение механических и технологических свойств сплавов, Приготовление смеси производится методом порошковой металлург и в механическом смесителе типа качающаяся бочка.

Затем смесь спекают при 1273 — 1373 К и в виде гранул вводят на поверхность расплава или на мерную шихтовую заготовку для плавки в печах типа ПМП-2.

При плавке никелевого сплава с восстановительной смесью в вакууме, нейтральной или восстановительной атмосфере образуется основной восстановительный

UlllBI;, который предназначен для защиты и рафинирования сплава гидридом кальция и фтористым кальцием, а также обеспечивает

<о) Жоо 1 749243 А1

<5115 С 21 С 5/52, С 22 С 35/00 (57) Использование: производство литых заготовок из жаропрочных сплавов на основе никеля. Сущность изобретения: восстановительная смесь для плавки жаропрочных сплавов, содержащая карбид ниобия и фтористый кальций, дополнительно содержит карбид тантала и гидрид кальция при следующем соотношении компонентов, мас. %: карбид ниобия 38 — 62; карбид тантала 8 — 12; фтористый кальций 15 — 25; гидрид кальция

15 — 25, Восстановительная смесь обеспечивает повышение качества жаропрочных отливок, в частности лопаток, за счет уменьшения брака по точечным дефектам, повышает надежность газотурбинных двигателей. 1 табл. восстановление оксидов углеродом диссоциированных карбидов ниобия и тантала.

Флюс такого состава активно восстанавливает оксиды при незначительном перегреве расплава выше температуры ликвидуса, что достигается за счет введения в состав фтористого кальция и гидрида кальция.

Плавиковый шпат (фтористый кальций) снижает вязкость шлаков и оксидных плен, что обеспечивает интенсивное растворение карбидов ниобия и тантала в жидком расплаве и шлаке, активирует реакции восстановления оксидов, Гидрид кальция (СаН2) в расплаве диссоциирует на ионы к льция и свободного водорода, которые способствуют глубокому раскислению сплава, за счет чего удаляются неметаллические включения типа оксидов, нитридов, силицидов, Выделившийся свободный водород при прохождении через

1749243

Состав восстановительной смеси, мас.Ж

Смесь

Жаропрочность, ч, т=1248 К

6 = 260 МПа

Механические свойства

Жидкотекучесть (спиральная проба, мм) Карбид Карбид ниобия тантала,,МП h,й

Окись Фтористый Гидрнд кальция кальций ) кальция

Известная 83

74,0

956

18,1

252

Предлагаемая

2

4

15,6

16,0

19,3

18,4

14,8

76

62

98

4

12

S6,о

93,0

98,0

95,0

84,0

249

270, гбг

250

Ib

25 зо

952

962

966

948

Составитель И,Палагин

Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор Н,Рогулич

Заказ 2564 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 расплав обеспечивает дополнительное рафинирование его, Частично растворившиеся в сплаве мелкодисперсные частицы карбидов диссоциируют с образованием свободных ионов тантала, ниобия и активных атомов углерода, 3а счет этого происходит микролегирование основного сплава ниобием, танталом и более глубокое, качественное раскисление его.

Микролегирование сплава ниобием и танталом приводит к повышению прочности и пластичности, особенно повышает жаропрочность при температурах эксплуатации, Мелкодисперсные карбиды ниобия и тантала оказывают модифицирующее воздействие на расплав за счет образования дополнительных центров кристаллизации, что способствует измельчению первичной (литой) структуры сплава и дополнительному повышению прочностных характеристик.

В результате обработки расплава карбосодержащими шлаками достигается уменьшение содержания газов, глубокое раскисление и рафинирование расплава нитридов, сульфидов и карбонитридов, что приводит к повышению жидкотекучести.

Пример. Предлагаемая восстановительная смесь опробована при плавке жаропрочного сплава ЖС6Ф и заливке загото-, вок образцов для определения механических и технологических свойств в вакуумной электропечи сопротивления ПМП-2. Смеси

5 опытных составов вводят в жаропрочный сплав из расчета на 1 — 2% от массы шихтовой навески сплава, Опытные составы восстановительной смеси и результаты испытаний физико-механических характе10 ристик сплава ЖС6Ф приведены в таблице, Как видно из таблицы, предлагаемая восстановительная смесь обеспечивает повышение жаропрочности сплава ЖС6Ф при

1248 К и напряжениях 260 МПа до 93 — 98 ч, 15 предел прочности при 293 К до 962 — 970 МПа, пластичность — до 19,3%, жидкотекучесть сплава составляет 260-270 мм при заливке спиральной пробы, Формула изобретения

20 Восстановительная смесь для плавки жаропрочных сплавов, содержащая карбид ниобия и фтористый кальций, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения механических и технологических свойств

25 сплавов, она дополнительно содержит карбид тантала и гидрид кальция, при следующем соотношении компонентов, мас, карбид ниобия 38 — 62; карбид тантала 8-12; фтористый кальций 15 — 25; гидрид кальция

30 15 — 25.