Дисперсно-упрочненный порошковый сплав на основе никеля

 

Использование: дисперсно-упрочненный порошковый сплав на основе шлака относится к порошковой металлургии, в частности к дисперсно-упрочненным сплавам на основе никеля. Сущность изобретения: сплав содержит хром, алюминий, вольфрам, по крайней мере одно оксидное иттрийсодержащее соединение, выбранное из группы ZrY₂O₅, YAlO₃, Y₄Al₂O₉, Y₃Al₂(AlO₄)₃ и никель при следующем соотношении компонентов, мас.%; хром 9,5 - 11,0, алюминий 6,5 - 7,5, вольфрам 6,0 - 7,5, по крайней мере одно соединение, выбранное из группы ZrY₂O₅, YAlO₃, Y₄Al₂O₉, Y₃Al₂(AlO₄)₃ 0,5 - 2,3, никель - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к металлургии сплавов, используемых для изготовления жаропрочных деталей, например, газотурбинных двигателей. Существует порошковый дисперсноупрочненный сплав на основе никеля, марки МА6000, предназначенный для изготовления деталей газовых турбин, следующего состава, мас. Хром 8-14 Алюминий 6,5-9 Вольфрам 3,4-8 Молибден 4,5 Титан 1,5 Ниобий 2,5 Кобальт 10,0 Цирконий 0,5 Бор 0,025 Углерод 0,2 Гафний 2,0 Тантал 4,0 Оксид иттрия 0,5-2 Никель Остальное Однако уровень его механических свойств при среднем уровне температур (700-900^оС) недостаточен, что снижает возможность его применения. Известен дисперсноупрочненный сплав на никелевой основе, выбранный в качестве прототипа, следующего состава, мас. Хром 10 Алюминий 6 Вольфрам 10 Кобальт 6 Иттрий 0,1 Y₂Zr₂O₇ 0,5 Никель Остальное Недостатком известного сплава является тот факт, что, несмотря на довольно высокие механические свойства при температуре 1100^оС, при температуре 1200^оС сплав не работает. Цель изобретения повышение верхнего предела рабочих температур и жаропрочности сплава. Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый сплав следующего состава, мас. Хром 9,5-11,0 Алюминий 6,5-7,5 Вольфрам 6,0-7,5 По крайней мере одно соединение, выбранное из группы ZrY₂O₅, YAlO₃, Y₄Al₂O₉, Y₃Al₂(AlO₄)₃ 0,5-2,3 Никель Остальное Сплав может содержать следующие примеси, мас. Железо ≅ 1,2 Углерод ≅ 0,07 Кислород ≅ 0,6 Методом механического легирования и порошковой металлургии были изготовлены и опробованы: известный сплав, шесть составов предлагаемого сплава и два состава, выходящиe за предлагаемые пределы. Составы сплавов приведены в табл.1. Состав 1 соответствует минимальному содержанию компонентов, состав 2 максимальному содержанию компонентов, состав 3 среднему содержанию компонентов, состав 4 среднему содержанию компонентов, причем оксидные соединения представлены одним из группы, состав 5 среднему содержанию компонентов, причем оксидные соединения представлены двумя из группы, состав 6 среднему содержанию компонентов, причем оксидные соединения представлены двумя другими из группы, составы 7 и 8 соответствуют запредельным значениям содержания компонентов в предлагаемом сплаве, состав 9 содержанию компонентов в известном сплаве. Сопоставление механических свойств предлагаемого и известного сплавов при рабочей температуре 1100^оС приведено в табл.2. Из данных, приведенных в табл.2, следует, что предлагаемый сплав имеет более высокий уровень жаропрочности при 1100^оС, чем известный сплав. Показано, что предлагаемый сплав имеет достаточно высокий уровень прочности при 1200^оС и является в настоящее время единственным сплавом на основе никеля, который можно рекомендовать для использования при температуре до 1200^оС. Кроме того, преимуществом предлагаемого сплава является отсутствие в его составе стратегических дорогостоящих компонентов с высоким удельным весом (Co, W), увеличивающих как плотность материала (что важно в авиа- и ракетостроении), так и его стоимость.

Формула изобретения

ДИСПЕРСНО-УПРОЧНЕННЫЙ ПОРОШКОВЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ, содержащий хром, алюминий, вольфрам и оксидное иттрийсодержащее соединение, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств при повышенных температурах, он в качестве иттрийсодержащего оксидного соединения содержит по крайней мере одно соединение, выбранное из группы, содержащей ZrY₂O₅, YAlO₃, Y₄Al₂O₉, Y₃Al₂(Al₂O₄)₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хром - 9,5 - 11,0
Алюминий - 6,5 - 7,5
Вольфрам - 6,0 - 7,5
По крайней мере одно соединение, выбранное из группы, содержащей:
ZnY₂O₅, YAlO₃, Y₄Al₂O₉, Y₃Al₂(AlO₄)₃ - 0,5 - 2,3
Никель - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 2-2002

Извещение опубликовано: 20.01.2002        

---