Сплав на основе никеля

Сплав используется для изготовления деталей двигателей. Сплав содержит, мас.%: углерод 0,3-0,5, кремний 1,5-2,0, марганец 1,5-2,0, хром 20,0-25,0, молибден 4,0-7,0, алюминий 0,1-0,2, ниобий 0,3-0,5, титан 0,1-0,2, железо 6,0-8,0, ванадий 0,3-0,5, бор 0,05-0,1, азот 0,1-0,2, сурьма 0,01-0,02, медь 1,0-1,5, никель - остальное. Повышается износостойкость сплава. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе никеля, которые могут быть использованы для изготовления деталей двигателей.

Известен сплав на основе никеля, содержащий мас.%: углерод ≤10; кремний ≤3,0; марганец ≤5,0; хром 1,0-20,0; молибден ≤20,0; алюминий 0,5-10,0; ниобий ≤5,0; титан 2,0-10,0; железо 1,0-10,0; ванадий ≤5,0; бор ≤0,1; азот ≤0,1; медь 0,5; никель 50,0-70,0 [1].

Задачей изобретения является повышение износостойкости сплава.

Технический результат достигается тем, что сплав на основе никеля, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, алюминий, ниобий, титан, железо, ванадий, бор, азот, медь, дополнительно включает сурьму, причем компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,3-0,5; кремний 1,5-2,0; марганец 1,5-2,0; хром 20,0-25,0; молибден 4,0-7,0; алюминий 0,1-0,2; ниобий 0,3-0,5; титан 0,1-0,2; железо 6,0-8,0; ванадий 0,3-0,5; бор 0,05-0,1; азот 0,1-0,2; медь 1,0-1,5; сурьма 0,01-0,02; никель - остальное.

В таблице приведены составы сплава.

Таблица
Компоненты	Содержание, мас.% в составах
1	2	3
Углерод	0,3	0,4	0,5
Кремний	2,0	1,7	1,5
Марганец	1,5	1,7	2,0
Хром	25,0	23,0	20,0
Молибден	4,0	5,5	7,0

Продолжение таблицы
Компоненты	Содержание, мас.% в составах
1	2	3
Алюминий	0,2	0,15	0,1
Ниобий	0,3	0,4	0,5
Титан	0,1	0,15	0,2
Железо	6,0	7,0	8,0
Ванадий	0,5	0,4	0,3
Бор	0,1	0,07	0,05
Азот	0,2	0,15	0,1
Медь	1,0	1,3	1,5
Сурьма	0,01	0,015	0,02
Никель	остальное	остальное	остальное
Износ, отн. ед.	˜0,9	˜0,9	˜0,9
Примечание: за 1 отн. ед. принят износ при сухом трении известного сплава [1] в условиях удельного давления до 100 кгс/см2, скорости скольжения до 5,7 м/с, контртело - чугун серый модифицированный (МСЧ 28-48)

В составе сплава компоненты проявляют себя следующим образом. Молибден имеет тенденцию к распределению по границам зерен, присутствуя в твердом растворе. Молибден повышает энергию активации самодиффузии хрома в сплаве. Железо и марганец тормозят развитие диффузионных процессов в твердом растворе. Бор образует боридные фазы: (Mo, Ni)₄B₃, (Mo, Ni)₅B₄. В сплаве в незначительном количестве выделяются упрочняющие фазы (Ni₃Al), а также интерметаллидные γ-фазы. Совместное введение титана и алюминия, а также кремния способствует увеличению сопротивления сплава пластической деформации. Медь замедляет развитие диффузионных процессов в твердом растворе. В химически связанном состоянии с алюминием, ванадием, титаном и ниобием азот, образуя нитриды, становится легирующим элементом, улучшающим структуру и механические свойства сплава. Сурьма улучшает антифрикционные свойства сплава, препятствует образованию заусениц. 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.

Источники информации

1. US 3916497, С22С 29/00, 1975.

Сплав на основе никеля, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, алюминий, ниобий, титан, железо, ванадий, бор, азот, медь, отличающийся тем, что дополнительно содержит сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,3-0,5; кремний 1,5-2,0; марганец 1,5-2,0; хром 20,0-25,0; молибден 4,0-7,0; алюминий 0,1-0,2; ниобий 0,3-0,5; титан 0,1-0,2; железо 6,0-8,0; ванадий 0,3-0,5; бор 0,05-0,1; азот 0,1-0,2; сурьма 0,01-0,02; медь 1,0-1,5; никель - остальное.