Композиционный материал
Авторы патента:
Сущность изобретения: предложен композиционный материал, содержащий металлическую матрицу из сплава на основе хрома и армирующие волокна, отличающийся тем, что в качестве армирующих волокон он содержит волокна из оксида иттрия при следующем соотношении компонентов, об. %: волокна из оксида иттрия 5 - 30; сплав на основе хрома - остальное. 1 табл.
Изобретение относится к созданию композиционных материалов (КМ), а именно КМ с металлической матрицей на основе хрома, армированной волокнами, применяемых для изготовления деталей горячего тракта ГТД и других высокотемпературных конструкций, длительно или кратковременно работающих при температурах до 1600oС.
Известен КМ, содержащий матрицу из сплава на основе хрома, упроченный волокнами карбида кремния. Недостатком материала является интенсивное взаимодействие между хромовой матрицей и карбидом кремния при температурах выше 1000oС, что приводит к деградации материала [1] Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является композиционный материал, содержащий матрицу на основе хрома, дополнительно легированную железом, иттрием и молибденом при следующем соотношении компонентов, мас. Fe 1,0 35,0; Y 0,01 1,3; Mo 0,5 7,0; Cr остальное и проволоку на основе вольфрама в количестве 30-90 об. содержащую 0,9 мас. окиси тория [2] К недостаткам этого материала относятся: большая, по сравнению с хромом плотность. Так, пикнометрическая плотность хрома 7,16 г/см3, при введении 30 90 об. вольфрама плотность КМ увеличивается до 11 18 г/см3, что снижает удельные прочностные характеристики материала. вольфрамовое волокно нежаростойко, поэтому изделия (для предохранения от выхода волокна наружу) приходится защищать напыленным слоем сплава на основе хрома толщиной 100 200 мкм. Это обстоятельство нежаростойкость волокна и необходимость напыления защитного слоя, снижает надежность материала при эксплуатации, т. к. в случае отслаивания или повреждения защитного слоя наступает катастрофическое разрушение КМ. в состав матричного сплава приходится вводить иттрий (или лантан) для предохранения от газовой коррозии, связанной с азотированием сплава. Окись иттрия, входя в состав окалины, предотвращает проникновение азота. Операция введения иттрия в расплав хрома технологически сложна и непроизводительна. Целью изобретения является снижение плотности КМ и повышение его жаростойкости. Указанная цель достигается тем, что КМ содержит волокно из окиси иттрия в количестве 5 30 об. Для получения КМ, методом экстракции висячей капли расплава из предварительно спеченного штабика из окиси иттрия получены волокна толщиной 20 50 мкм и длиной от 10 до 20 мм. На полученные волокна методом магнетронного напыления нанесен слой сплава, аналогичного составу матричного сплава, толщиной 5 100 мкм. Волокна, покрытые слоем хрома, смешивали с порошком хромового сплава в количестве, необходимом для достижения заданной объемной доли оксидного волокна. Смесь подвергали горячему прессованию в глухую матрицу и газостатированию. Примеры составов композиционного материала: 1. Композиционный материал на основе сплава ВХ-1И (хром основа, иттрия 0,3 1,0 мас.) содержит 5 объемных процентов дискретных волокон окиси иттрия. 2. Композиционный материал на основе сплава ВХ-2 (хром основа, титан - 0,1 0,2 мас. ванадий 0,1 0,35) содержит 10 объемных процентов дискретных волокон окиси иттрия. 3. Композиционный материал на основе сплава ВХ-2У (хром основа, ванадий 1,5 иттрий 0,2 0,7 бор 0,05) содержит 20 объемных процентов дискретных волокон окиси иттрия. Сравнительные данные по плотности и жаростойкости КМ (Cr-W) и КМ (Cr-Y2O3) приведены в таблице 1.Формула изобретения
Композиционный материал, содержащий металлическую матрицу из сплава на основе хрома и армирующие волокна, отличающийся тем, что в качестве армирующих волокон он содержит волокна из оксида иттрия при следующем соотношении компонентов, об. Волокна из оксида иттрия 5-30 Сплав на основе хрома ОстальноеРИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Сплав на основе хрома // 2060289
Изобретение относится к металлургии, а именно к конструкционным сплавам на основе хрома, применяемым в изготовлении стекла
Сплав на основе хрома // 2060288
Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам на основе хрома, применяемым в изготовлении стекла
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным антифрикционным материалам на основе хрома для изготовления деталей, работающих без смазки при умеренных температурах
Наплавочный сплав на основе хрома // 2023040
Изобретение относится к наплавочным сплавам на основе хрома для чугунов и сталей
Наплавочный сплав для сталей и чугунов // 1820631
Изобретение относится к металлургии, в частности к наплавочным сплавам для сталей и чугунов
Сплав на основе хрома // 1818877
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в металообрабатывающей промышленности для изготовления штампового инструмента
Сплав на основе хрома // 1756371
Сплав на основе хрома // 1752009
Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам на основе хрома конструкционного назначения для работы при 1200-1300оС
Сплав // 1730191
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке жаростойкого сплава с заданным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР)
Изобретение относится к новым химическим соединениям, в частности к хром-никелевому алюминиду состава CrAlH9Nieo4, который может быть использован в качестве упрочняющего материала при плаэменно-лаэерном легировании хромсодержащих сталей
Изобретение относится к металлургии, в частности к технологии получения многокомпонентных металлических композиций, содержащих галлий
Способ получения лигатуры алюминий-титан-бор // 2061775
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при получении борсодержащей лигатуры на основе алюминия, например алюминий-титан-бор
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при производстве фольги, слитков и фасонных отливок из алюминия и его сплавов
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к технологии производства доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов, содержащих один или более элементов из группы тугоплавких и легкоплавких металлов
Способ получения сплавов алюминия со свинцом // 2058410
Изобретение относится к металлургии и получению композиционных материалов скелетного типа, когда армирующий каркас из углеграфита пропитывают матричным сплавом
Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам системы никель-медь, используемым для защиты металлов от коррозии
Спеченная легированная латунь на основе меди // 2051195
Изобретение относится к спеченным легированным материалам на основе меди
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в электротехнической, электронной промышленности и машиностроении