Жаропрочный сплав для центробежного литья

 

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к жаропрочным литейным сплавам на основе никеля, хрома, железа, вольфрама с максимальной рабочей температурой 1150°С. Жаропрочный сплав содержит, %: углерод 0,45-0,60; кремний 0,80-1,50; марганец 0,80-1,50; хром 26,0-30,0: никель 46,0-52.0; вольфрам 4,0-5.0: сера менее 0,03; фосфор менее 0,03; алюминий 0,005-0,020; кальций 0,002- 0,010; церий 0,002-0,010; железо - остальное до 100. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 22 С 19/05

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

«/фф- „, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „„„,-e@

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4890359/02 (22) 26.10.90 (46) 30.10,92. Бюл. М 40 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) А.П. Зинкович, B.Ï, Кутузов. Е,В. Герливанов, B.Ô. Ощепков, Д.А; Эйдинзон, Е,А.

Ахкозов, Я.Г. Николаенко и С,M. Штерман (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 451768, кп. С 22 С 19/00, 1975. (54) ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к жаропрочным сплавам для центробежного литья, содержащим в качестве основы никель, хром, железо, вольфрам.

Известный сплав имеет следующий состав, $:

С 0,01-0,1

В 0,01-0,1

Т1 0,15 — 0.6

Al 0,15-0,6

Сг 20-25

W 25-35

О 0,0045-0.045

Са 0,0055-0,055

l 0,01-0,06

Fe Остальное до 100

Содержание углерода в пределах 0,010,1 не обеспечивает достаточной жидкотекучести. Очень высокое (25-357ь) содержание вольфрама приводит к ликвации его по плотности, вызывающей неоднородности механических свойств по сечению отливки.

„„5U,», 1772200 А1 (57) Изобретение относится к области литейного производства. в частности к жаропрочным литейным сплавам на основе никеля, хрома, железа, вольфрама с максимальной рабочей температурой 1150 С. Жаропрочный сплав содержит, g: углерод 0,45-0,60: кремний: 0,80 — 1,50; марганец 0,80-1,50: хром 26,0-30,0: никель 46,0-52,0; вольфрам

4,0 — 5,0; сера менее 0,03; фосфор менее 0,03; ал юминий 0,005-0,020; кап ь ций 0,002—

0,010; церий 0,002 — 0,010; железо — остальное до 100. 2 табл, Иэ описанных в литературе жаропрочных литейных сплавов с максимальной рабочей температурой 1150 С, применяемых для центробежного литья, наиболее близок к заявленному сплав 50Х28Н4885, приведенный в ТУ. 14-3 — 362 — 75. Химический состав следующий, :

С 0,45 — 0,60

$ 0,80-1,50

Мп 0,80-1,50

Сг. 26,0 — 30,0

Ю 46,0 — 52,0

W 4,0 — 5,0

5 Менее 0,030

P Менее 0,030

Fe Остальное до 100.

Сплав-прототип обладает следующими недостатками: малой жидкотекучестью, высокой склонностью к образованию горячих трещин и насыщению кислородом. Причина возникновения первых двух недостатков следующая: окислы, образующиеся на фронте движущегося вдоль стенки формы расплава, снижают жидкотекучесть. нару1772200 шают сплош ость кристаллизующегocA металла, способствуют образованию горячих трещин.

Избыточное содержание в металле кислорода из-за недостаточной к нему активности играющего роль раскислителя кремния и отсутствия в сплаве элементов с более высокой активностью приводит к накапливанию окислов хрома и кремния в объеме расплава, что, кроме, снижения жидкотекучести и повышения опасности образования трещин, грозит увеличением внутреннего окисления сплава при высоких температурах и снижением срока службы изделия.

Целью изобретения является повышение трещиноустойчивости, жидкотекучести, и снижение содержания кислорода.

Для достижения указанной цели s известный сплав, в состав которого входят никель, хром, железо, вольфрам. углерод, марганец, кремний, сера, фосфор, согласно изобретению дополнительно вводят алюминий, кальций, церий, при этом содержание всех указанных элементов должно быть s следующих соотношениях, ;

С 0.45 — 0,60

Sl 0,80 — 1,50

Мп 0,80 — 1,50

Cr 26,0 — 30,0

Ni 46.0 — 52,0

W 4,0-5,0

Al 0.005 — 0,020

Са 0,002-0,010

Cl 0,002 — 0,010

Fe Остальное до 100

Была отлита серия из двенадцати центробежных отливок из сплава — прототипа, заявляемого сплава и сплавов с содержанием

Al, Са, С1 (табл. 1, 2), Как видно из таблиц, обработка салаев совместно Al, Са, С! в заявляемых количествах обеспечивает более глубокое раскисление, протекающее в течение продолжительного времени, в результате чего содержание кислорода в отливках снизилось в среднем на 30 ррм. Образующиеся продукты окисления сплава — комплексные окислы алюминия, кремния, хрома, кальция и церия не дают плен на поверхности отливки, что приводит к повышению на 30, ь

5 жидкотекучести металла, снижает поражаемость oT!lMBKN горячими трещинами. Увеличение содержания алюминия, кальция, церия сверх заявляемых значений приводит к повышению количества гоф>ячих трещин, 10 снижению жидкотекучести из;за увеличения доли алюминия, кальция, церия в составе комплексных окислов, образующих крупные включения и плены.

Уменьшение содержания кислорода ве15 дет к уменьшению загрязненности сплава оксидными включениями, снижает внутреннее окисление и обезуглероживание металла, что положительно скажется на сроке службы изделия. Устранение горячих тре20 щин исключает затраты на их заварку, исключает нарушения однородности структуры, опасные ударным разрушением при высокой температуре. Повышение жидкотекучести сплава позволяет получать отливки

25 большей протяженности.

Формула изобретения

Жаропрочный сплав для центробежного; содержащий углерод. кремний, марганец, хром, никель, вольфрам и железо, 30 отличающийся тем, что, с целью повышения трещиноустойчивости, жидкотекучести и снижение содержания кислорода, он дополнительно содержит алюминий, кальций и церий np*, следующем соотноше35 нии компонентов, мас.,4: углерод 0,45 — 0.60; кремний 0.80 — l,50; марганец 0,80 — 1,50; хром 26,0 — 30,0;

40 никель 46,0 — 52,0; вольфрам 4,0-5,0; алюминий 0,005 — 0,020; кальций 0,002-0,010;

0,002 0,010, 45 железо Остальное

1772200

Таблица1

ОтлиьСодержание элементов, ка

Г (c (с!

П р и и е ч а н и е, Состав и свойства отливок из сплава-прототипа 1 усреднены по 5 отливкам. Сплав 2 имеет содержание киже заявляемого, сплав 8 - выше заявляемого

Таблица 2

Составитель Е,Носырева

Редактор Б.Федотов Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Кешеля

Заказ 3816 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагяпина, 101

О 50 1,1 1,2

О, 5 1,4 1,?

0,51 0,9 1,3

5 0,57 0,9 1,1

6 049 1,5 15

7 060 08 ОB

8 054 1,1 13

29

28

27

29

26

27

49 4,3 0,015

49 4,2 0,013

47 4,4 0,009

51 4,0 0,014

52 5,0 0,012

49 4,5 . 0,011

4> 5 0,015

46 4 2 0 014

0,020

0,021

0,020

0,018

0,021

0,020

0,021

0,018

0,003

0,008

0,005

0,010

0,015

0,020

0,025

0,001

0,002

0,006

0iОО6

0,009

0,010

0,014

0,001

0,004

0,002

0,006

0,008

0,010

0,011