Литейный медьсодержащий сплав на основе никеля

Изобретение относится к металлургии. Литейный медьсодержащий сплав на основе никеля содержит, мас.%: медь 26-32, углерод 0,03-0,09, алюминий 1,2-2,2, титан 1,5-2,0, ниобий 1,2-2,3, ванадий 0,1-0,6, цирконий 0,05-0,1, церий, лантан или диспрозий 0,01-0,2, никель - остальное. Изобретение направлено на повышение механических свойств сплава, уменьшение пористости, повышение качестве поверхности и обеспечивает выполнение тонких кромок при фасонном литье, улучшение структуры границ зерен с сохранением высокой прочности и теплопроводности материала отливок. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлурги, в частности к литейным сплавам на никелевой основе, и может быть использовано для изготовления отливок с улучшенными механическими свойствами, например, для корпусных деталей агрегатов подачи жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Известен сплав на основе никеля, содержащий медь, углерод, алюминий, титан, ниобий, ванадий, цирконий в определенном соотношении компонентов (авторское свидетельство №1492751, МПК С22С 19/00, 1987 г.). Сплав относится к порошковым высокопрочным сплавам.

Недостатком известного сплава на основе никеля при использовании его для изготовления фасонного литья, является повышенная пористость, загрязненность границ зерен в структуре материала отливок оксисульфидами и карбонитридами, невысокий уровень механических свойств, низкое качество поверхности и неудовлетворительная заполняемость тонких кромок при литье. Задачей изобретения является устранение указанных недостатков известного сплава и получение литейного сплава на никелевой основе с повышенными механическими характеристиками, уменьшение пористости, повышение качества поверхности, выполнение тонких кромок при фасонном литье, улучшение структуры границ зерен при условии сохранения высокой прочности и теплопроводности материала отливок.

Поставленная задача достигается за счет того, что литейный сплав на основе никеля, содержащий медь, углерод, алюминий, титан, ниобий, ванадий, цирконий, согласно изобретению дополнительно содержит редкоземельные элементы: церий, лантан или диспрозий при следующем соотношении компонентов (мас.%): медь 26-32; углерод 0,03-0,09; алюминий 1,5-2,2; титан 1,5-2,0; ниобий 1,2-2,3; ванадий 0,1-0,6; цирконий 0,05-0,1, церий, лантан или диспрозий 0,01-0,2; никель - остальное.

Снижение содержания меди до 26-32 мас.% способствует уменьшению пористости материала отливок.

Повышение содержания никеля до 60-70 мас.%, ниобия до 1,2-2,3 мас.%, титана до 1,5-2,0 мас.% и алюминия до 1,2-2,2 мас.% способствует повышению его прочности при пониженной и повышенной температурах, так как эти элементы входят в состав основной упрочняющей γ'-фазы типа Ni3 (Al, Ti, Nb).

Расширены пределы содержания ванадия до 0,1-0.6 мас.% сильного карбидообразующего элемента. Связывая углерод в устойчивые карбиды VC, расположенные в теле зерна, ванадий способствует очищению границ зерен от карбидных выделений.

Цирконий сохранен в составе сплава в качестве микролегирующего элемента для модификации границ зерен.

Редкоземельные элементы (церий, лантан или диспрозий) в количестве 0,01-0,2 мас.% введены в сплав для улучшения заполняемости тонких кромок, модифицирования структуры в качестве элементов, способствующих переохлаждению сплава при кристаллизации за счет подавления центров кристаллизации, а также для глобуляризации включений по границам зерен и подавления вредного влияния примесей (серы) на механические свойства сплава.

Сплавы получали выплавкой в вакуумной установке с заливкой форм заготовок образцов для механических испытаний и корпусных деталей для агрегатов подачи ЖРД, получаемых методом литья по выплавляемым моделям.

Качество поверхности отливок удовлетворительное, успешно залиты кромки радиусом 0,2 мм, границы зерен в структуре материала отливок менее загрязнены, чем границы зерен сплава-прототипа.

Из отлитых образцов и деталей после высокотемпературной газостатической и термической обработки изготавливали образцы для механических испытаний, сравнительные результаты которых приведены в таблице. В ней представлены результаты механических испытаний литейного варианта сплава-прототипа при 20°С и результаты испытаний предлагаемого сплава при температурах 20, 540 и 600°С.

Анализ результатов механических испытаний, представленных в таблице, показывает, что по сравнению с прототипом улучшены прочностные свойства литейного сплава при некотором снижении пластичности. При этом уровень механических свойств при комнатной и повышенной температурах соответствует уровню свойств высокопрочных никелевых сплавов.

ПримерСостав сплава, мас.%Результаты механических испытаний при температуре
НикельМедьУглеродАлюминийНиобийВанадийЦирконийЦерий, лантан или диспрозийЖелезо20°С540°C600°C
σв, МПаσ0,2 МПаδ5 %Ψ %σв, МПаσ0,2 МПаδ5 %Ψ %σв, МПаσ0,2 МПаδ5 %Ψ %
Литейный вариант сплава-прототипа*
Предлагаемый сплав**
приведены интервалы значений результатов химического анализа и механических испытаний материала:

* - четырех плавок.

** - шести плавок.

Литейный медьсодержащий сплав на основе никеля, содержащий медь, алюминий, титан и редкоземельный элемент, отличающийся тем, что он дополнительно содержит углерод, ниобий, ванадий и цирконий, а в качестве редкоземельного элемента он содержит церий, лантан или диспрозий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

медь26-32
углерод0,03-0,09
алюминий1,2-2,2
титан1,5-2,0
ниобий1,2-2,3
ванадий0,1-0,6
цирконий0,05-0,1
церий, лантан или диспрозий0,01-0,2
никельостальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к металлургии, в частности к составам модификаторов, используемых в производстве сплавов на основе никеля. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе никеля, которые могут быть использованы для изготовления деталей газотурбинных двигателей.
Сплав // 2333986
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе никеля, которые могут быть использованы для изготовления деталей машин и оборудования, работающих в условиях трения и повышенного износаИзвестен сплав на основе никеля, содержащий, мас.%: никель 45,0-60,0; медь 0,1-2,0; железо 0,1-5,0; кремний 0,1-2,0; титан - остальное [1].
Изобретение относится к области металлургии. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности, к составам сплавов на основе никеля, которые могут быть использованы для изготовления цилиндров и шнеков машин для литья пластмасс под давлением.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для создания технологий, основанных на применении сплавов с эффектом памяти формы. .

Изобретение относится к металлургии, в частности для модифицирования жаропрочных сталей и сплавов магнием. .
Сплав // 2320752
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в приборостроении. .
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления деталей газотурбинных двигателей и других силовых установок. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе никеля, которые могут быть использованы для изготовления деталей газотурбинных двигателей
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе никеля, которые могут быть использованы для изготовления деталей газотурбинных двигателей
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе никеля, которые могут быть использованы для изготовления деталей газотурбинных двигателей

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу выплавки жаропрочных сплавов на основе никеля, и может быть использовано при выплавке безуглеродистых жаропрочных сплавов для литья лопаток газотурбинных двигателей и других деталей с монокристаллической структурой
Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе никеля, которые могут быть использованы для изготовления деталей машин и оборудования, работающих в условиях трения и повышенного износа
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сплавов на основе никеля, которые могут быть использованы для изготовления цилиндров и шнеков машин для литья пластмасс под давлением
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению жаропрочных порошковых сплавов на основе интерметаллидов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к жаропрочным порошковым сплавам на основе алюминида никеля
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению жаропрочных сплавов на основе легированного интерметаллида NiAl
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению сплавов на основе упрочненного оксидами легированного интерметаллида NiAl
Наверх