Сплав на основе никеля

Сплав используется для изготовления деталей газотурбинных двигателей и силовых установок, работающих при высоких температурах. Сплав содержит, мас.%: углерод 0,1-0,3, хром 15,0-25,0, кобальт 15,0-25,0, вольфрам 10,0-15,0, алюминий 0,1-0,3, РЗЭ 0,05-0,15, молибден 13,0-15,0, медь 0,8-1,2, бор 0,03-0,08, титан 0,1-0,2, никель остальное. Повышается термостойкость сплава. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе никеля, которые могут быть использованы для изготовления деталей двигателей и других силовых установок, работающих при высоких температурах.

Известен сплав на основе никеля, содержащий, мас.%: углерод ≤0,1; хром 10,0-30,0; кобальт 0-10,0; вольфрам 2,5-9,0; алюминий 2,1-4,5; РЗЭ 0-0,1; молибден 2,5-15,0; медь 0-5,0; бор 0-0,03; титан 0-3,0; никель остальное [1].

Задачей изобретения является повышение термостойкости сплава.

Технический результат достигается тем, что в составе сплава на основе никеля, содержащего углерод, хром, кобальт, вольфрам, алюминий, РЗЭ, молибден, медь, бор, титан, никель, компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,1-0,3; хром 15,0-25,0; кобальт 15,0-25,0; вольфрам 10,0-15,0; алюминий 0,1-0,3; РЗЭ 0,05-0,15; молибден 13,0-15,0; медь 0,8-1,2; бор 0,03-0,08; титан 0,1-0,2; никель остальное.

В таблице приведены составы сплава.

Компоненты	Содержание, мас.% в составах
1	2	3
Углерод	0,1	0,2	0,3
Хром	15,0	20,0	25,0
Кобальт	25,0	20,0	15,0
Вольфрам	15,0	13,0	10,0
Алюминий	0,3	0,2	0,1
РЗЭ	0,05	0,1	0,15
Молибден	13,0	14,0	15,0
Медь	1,2	1,0	0,8
Бор	0,08	0,05	0,03
Титан	0,1	0,15	0,2
Никель	остальное	остальное	остальное
Термостойкость (нагрев до 900°С - охлаждение до 20°С на воздухе), циклы	180-220	180-220	180-220

В сплаве выделяются упрочняющие фазы (Ni₃Al), а также интерметаллидные γ-фазы. Совместное введение титана и алюминия способствует увеличению сопротивления сплава пластической деформации. Молибден и вольфрам не входят в состав упрочняющих фаз. Присутствуя в твердом растворе, эти элементы оказывают благоприятное воздействие путем торможения процессов разупрочнения. Молибден повышает энергию активации самодиффузии хрома в сплаве. Вольфрам распределяется по осям дендритов, тогда как молибден имеет тенденцию к распределению по границам зерен. Медь замедляет развитие диффузионных процессов в твердом растворе. Бор образует боридные фазы различного состава: Cr₅B₃ (X-фаза), Cr₂B, (Mo, Cr, W, Ni)₄B₃, (Mo, Cr, W, Ni)₅B₄ (Y-фаза). Присадка углерода способствует измельчению зерна.

Сплав подвергают термообработке: закалка с 1220+10°С, выдержка 4-6 часов, охлаждение на воздухе, старение при 950+10°С, выдержка 8 часов, охлаждение на воздухе.

Источник информации

1. JP 2002-235136; C22C 19/05, 2002.

Сплав на основе никеля, содержащий углерод, хром, кобальт, вольфрам, алюминий, РЗЭ, молибден, медь, бор и титан, отличающийся тем, что компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,1-0,3, хром 15,0-25,0, кобальт 15,0-25,0, вольфрам 10,0-15,0, алюминий 0,1-0,3, РЗЭ 0,05-0,15, молибден 13,0-15,0, медь 0,8-1,2, бор 0,03-0,08, титан 0,1-0,2, никель остальное.