Способ производства литейных жаропрочных сплавов на основе никеля (варианты)


 


Владельцы патента RU 2541330:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") (RU)

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, как безуглеродистых, так и содержащих углерод, для изготовления лопаток и других деталей газотурбинных двигателей с монокристаллической структурой. Способ производства литейных жаропрочных сплавов на основе никеля включает расплавление в вакууме углеродсодержащих шихтовых материалов, проведение обезуглероживающего рафинирования расплава, введение отходов безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, введение активных легирующих элементов и рафинирующих добавок. В качестве рафинирующих добавок в расплав вводят кальций и/или магний в количестве 0,001-0,10% от массы расплава в виде гранул кальций- или магнийсодержащей лигатуры в вакууме 1×10-2-5×10-4 мм рт.ст., затем в расплав вводят один или более редкоземельных металлов в виде никель- или кобальтсодержащей лигатуры, включающей редкоземельные металлы, после чего производят фильтрацию расплава через нагретый пенокерамический фильтр. Технический результат - повышение длительной прочности сплавов за счет снижения в сплавах содержания серы, кислорода и азота . 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, как безуглеродистых, так и содержащих углерод, для изготовления лопаток и других деталей газотурбинных двигателей с монокристаллической структурой.

Одним из основных требований к таким сплавам является необходимость обеспечения их ультравысокой чистоты по вредным примесям серы, кислороду и азоту, что необходимо для получения высококачественных бездефектных монокристаллических деталей. При повышенной загрязненности расплава этими примесями образующиеся в монокристаллах соединения - сульфиды, оксиды и нитриды, являются концентраторами напряжений, инициирующими зарождение трещин при эксплуатации деталей, и источником гетерогенного зарождения в монокристаллах равноосных «паразитных» зерен, что существенно снижает прочностные характеристики и стабильность свойств монокристаллов, а также выход годного монокристаллических лопаток.

Известен способ производства безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе, включающий расплавление в вакууме шихтовых материалов, обезуглероживающее рафинирование в две стадии с введением окислителя в атмосфере инертного газа при давлении 20-150 мм рт.ст. и последующим введением в вакууме редкоземельных металлов, хрома и активных легирующих элементов, при этом после введения в расплав активных легирующих элементов вводят кальций в количестве 0,02-0,20% от массы расплава под давлением инертного газа 20-130 мм рт.ст., затем создают вакуум, после чего вводят лантан (Патент РФ №2221067).

Недостатком известного способа является невозможность обеспечить в сплаве ультранизкое содержание серы, кислорода и азота, необходимое для получения высокого выхода годного монокристаллических отливок.

Известен способ выплавки безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе, включающий расплавление в вакууме шихтовых материалов, обезуглероживающее рафинирование расплава в две стадии введением окислителя в атмосфере инертного газа под давлением 20-150 мм рт.ст. и последующим введением в вакууме редкоземельных металлов и добавление хрома и активных легирующих элементов, в котором после проведения обезуглероживающего рафинирования в расплав вводят магний в количестве 0,02-0,20% от массы расплава, церий и иттрий в суммарном количестве 0,01-0,10% от массы расплава, а после введения активных легирующих элементов в вакууме вводят магний в количестве 0,003-0,015% от массы расплава и совместно лантан и скандий в суммарном количестве 0,01-0,50% от массы расплава (Патент РФ №2353688).

Недостатком способа является то, что из-за достаточно высокого содержания серы, кислорода и азота в расплаве он не позволяет повысить длительную прочность монокристаллических сплавов.

Наиболее близким к предлагаемому способу производства безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, взятому за прототип, является способ производства литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, включающий расплавление в вакууме углеродсодержащих шихтовых материалов, проведение обезуглероживающего рафинирования расплава в две стадии в атмосфере инертного газа, введение хрома, введение отходов безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на основе никеля в количестве до 70% от массы шихтовых материалов, введение активных легирующих элементов и рафинирующих добавок, в котором в качестве одной из рафинирующих добавок вводят гидрид по крайней мере одного из входящих в состав сплава металла из группы титан, тантал, ниобий, ванадий и гафний, в количестве, определяемом содержанием водорода 0,005-0,1% от массы шихтовых материалов, при этом гидрид вводят в расплав в атмосфере инертного газа при давлении 50-200 мм рт.ст. и температуре расплава, на 100-240°C выше температуры ликвидус сплава (Патент РФ №2344186 п.1. формулы изобретения).

Недостатком способа является то, что он не позволяет получить требуемое для монокристаллических жаропрочных сплавов ультранизкое содержание серы, и не может обеспечить повышение длительной прочности.

Известен способ получения литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе, содержащих углерод, включающий расплавление в вакууме шихтовых материалов, содержащих до 80% отходов литейных жаропрочных сплавов, рафинирование в течение 10-20 мин при определенной температуре, введение активных легирующих добавок (РЗМ) в количестве 0,01-0,05 масс.% (Патент РФ №1709738).

Недостатками способа являются недостаточно полное удаление кислорода и азота из металла, недостаточно высокие эксплуатационные свойства жаропрочных сплавов.

Известен способ получения литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе, содержащих углерод, взятый за прототип, включающий расплавление в вакууме углеродсодержащих шихтовых материалов, содержащих до 70% по массе отходов литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, введение активных легирующих элементов и рафинирующих добавок, в котором в качестве одной из рафинирующих добавок вводят гидрид по крайней мере одного из входящих в состав металла из группы титан, тантал, ниобий, ванадий и гафний, в количестве, определяемом содержанием водорода 0,005-0,1% от массы шихтовых материалов, при этом гидрид вводят в расплав в атмосфере инертного газа при давлении 50-200 мм рт.ст. и температуре расплава на 100-240°C выше температуры ликвидус сплава (Патент РФ №2344186 п.2 формулы изобретения).

Недостатком способа является то, что он не позволяет получить требуемое для монокристаллических жаропрочных сплавов ультранизкое содержание серы, и не может обеспечить повышение длительной прочности.

Технической задачей предлагаемого способа производства литейных жаропрочных сплавов, как безуглеродистых, так и содержащих углерод, является получение в сплавах ультранизкого содержания серы, кислорода и азота и повышение длительной прочности сплавов.

Техническая задача достигается тем, что предложен способ производства литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, включающий расплавление в вакууме углеродсодержащих шихтовых материалов, проведение обезуглероживающего рафинирования расплава, введение отходов безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, введение активных легирующих элементов и рафинирующих добавок, в котором в качестве рафинирующих добавок используют кальций и/или магний в количестве 0,001-0,10% от массы расплава в виде гранул кальций- или магнийсодержащей лигатуры в вакууме 1×10-2-5×10-4 мм рт.ст., затем в расплав вводят один или более редкоземельных металлов в виде никель- или кобальтсодержащей лигатуры, включающей редкоземельные металлы, после чего производят фильтрацию расплава через пенокерамический фильтр.

Предложен также способ производства литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, включающий расплавление в вакууме углеродсодержащих шихтовых материалов, введение отходов литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, введение активных легирующих элементов и рафинирующих добавок, в котором в качестве рафинирующих добавок используют кальций и/или магний в количестве 0,001-0,10% от массы расплава в виде гранул кальций- или магнийсодержащей лигатуры в вакууме 1×10-2-5×10-4 мм рт.ст., затем в расплав вводят один или более редкоземельных металлов в виде никель или кобальт содержащей лигатуры, включающей редкоземельные металлы, после чего производят фильтрацию расплава через пенокерамический фильтр.

В качестве редкоземельного металла используют один или несколько элементов из группы лантан, церий иттрий, скандий, празеодим, неодим, которые вводят из лигатуры в количестве 0,01-0,50% от массы расплава.

В качестве шихтовых материалов используют отходы литейных жаропрочных сплавов на основе никеля в количестве до 100% металлошихты.

Установлено, что обеспечение необходимого вакуума, использование в качестве рафинирующих добавок кальция и/или магния в заданных количествах при введении их в виде гранул кальций- и магнийсодержащей лигатуры и редкоземельных металлов в виде никель- или кобальтсодержащих лигатур с редкоземельным металлом с последующей фильтрацией расплава через пенокерамический фильтр обеспечивают глубокую очистку расплава от примесей серы, кислорода и азота и обеспечивает повышение длительной прочности сплава.

Примеры осуществления способа

Пример 1. По предлагаемому способу осуществляли выплавку литейного жаропрочного сплава на никелевой основе системы Ni-Co-Cr-Al-Ti-W-Mo-Re-Ta, например, сплава ЖС36-ВИ. Всего было сделано 7 плавок. Плавки проводили в вакуумной индукционной печи в тигле 10 кг. В тигель загружали углеродсодержащие шихтовые материалы никель, кобальт, вольфрам, молибден, рений. На 1-й плавке использовали отходы предлагаемого сплавав количестве 10% от массы плавки. На 2-й, 3-й и 4-й плавке использовали отходы предлагаемого сплава в количестве 50% от массы плавки. На 5-й, 6-й и 7-й плавке использовали 100% отходов предлагаемого сплава без применения легирующих металлов.

После расплавления шихты на 1-й, 2-й, 3-й и 4-й плавке провели обезуглероживающее рафинирование расплава, в расплав последовательно ввели отходы предлагаемого сплава и активные легирующие металлы - титан, тантал, алюминий.

На 1-й плавке в расплав под вакуумом 1×10-2 мм рт.ст. ввели 0,001% кальция в виде гранул лигатуры никель-кальций при температуре расплава 1540°C, затем ввели 0,50% иттрия в виде лигатуры никель-иттрий, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

На 2-й плавке в расплав под вакуумом 1×10-3 мм рт.ст. ввели 0,10% кальция в виде гранул лигатуры никель-кальций при температуре 1565°C, затем ввели совместно 0,10% лантана в виде лигатуры никель-лантан и 0,10% церия в виде лигатуры никель-церий, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

На 3-й плавке в расплав под вакуумом 5×10-4 мм рт.ст. ввели 0,001% магния в виде гранул лигатуры никель-магний при температуре расплава 1590°C, затем ввели совместно 0,05% скандия, 0,05% празеодима и 0,05% неодима в виде их лигатур с никелем, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

На 4-й плавке в расплав под вакуумом 1×10-2 мм рт.ст. ввели 0,10% магния в виде гранул лигатуры никель-магний при температуре расплава 1540°C, затем ввели совместно 0,10% церия, 0,10% иттрия, 0,10% лантана и 0,20% скандия в виде их лигатур с никелем, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

На 5-й плавке в расплав под вакуумом 1×10-3 мм рт.ст. ввели 0,05% кальция в виде гранул лигатуры никель-кальций при температуре расплава 1560°C, затем ввели 0,01% скандия в виде лигатуры с никелем, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

На 6-й плавке в расплав под вакуумом 5×10-4 мм рт.ст. ввели 0,05% магния в виде гранул лигатуры никель-магний при температуре расплава 1540°C, затем ввели совместно 0,15% скандия, 0,15% иттрия и 0,10% церия в виде их лигатур с никелем, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

На 7-й плавке в расплав под вакуумом 5×10-3 мм рт.ст. ввели 0,05% магния в виде гранул лигатуры никель-магний и 0,05% кальция в виде гранул лигатуры никель-кальций (суммарно 0,10%) при температуре расплава 1565°C, затем ввели совместно 0,05% празеодима, 0,15% неодима, 0,10% лантана, 0,10% скандия и 0,05% церия в виде их лигатур с никелем, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

Технологические параметры плавок и полученные результаты по содержанию серы, кислорода и азота и значения длительной прочности приведены в табл.1. Там же приведены технологические параметры плавки по способу-прототипу и полученные результаты.

Из табл.1 видно, что в металле, выплавленном по способу-прототипу, содержание серы, кислорода и азота в 2-3 раза выше, чем в металле, выплавленном по предлагаемому способу. Из полученного металла были отлиты заготовки с монокристаллической структурой с кристаллографической ориентацией 001. Длительная прочность сплава, выплавленного по предлагаемому способу, увеличилась в 1,6 раз.

Пример 2. По предлагаемому способу осуществили выплавку литейного жаропрочного сплава на никелевой основе системы Ni-Co-Cr-Al-W-Mo-Nb-Re-Ta-C, например, сплава ЖС32-ВИ. Всего было сделано 7 плавок. Плавки проводили в вакуумной индукционной печи в тигле 10 кг. В тигель загружали шихтовые материалы никель, кобальт, вольфрам, молибден, рений. На 1-й плавке использовали отходы предлагаемого сплава в количестве 15% от массы плавки. На 2-й, 3-й и 4-й плавке использовали отходы предлагаемого сплава в количестве 50% от массы плавки. На 5-й, 6-й и 7-й плавке использовали 100% отходов предлагаемого сплава без применения легирующих элементов.

После расплавления шихты на плавках 1, 2, 3 и 4 в расплав последовательно присадили углерод, активные легирующие элементы - ниобий, тантал, алюминий и отходы предлагаемого сплава.

На 1-й плавке в расплав под вакуумом 1×10-2 мм рт.ст. ввели 0,001% магния в виде гранул лигатуры никель-магний при температуре расплава 1530°C, затем ввели 0,50% иттрия в виде лигатуры никель-иттрий, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

На 2-й плавке в расплав под вакуумом 5×10-3 мм рт.ст. ввели 0,10% магния в виде гранул лигатуры никель-магний при температуре 1580°C, затем ввели 0,10% церия и 0,10% иттрия в виде их лигатур с никелем, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

На 3-й плавке в расплав под вакуумом 5×10-4 мм рт.ст. ввели 0,001% кальция в виде гранул лигатуры никель-кальций при температуре расплава 1565°C, затем ввели совместно 0,10% лантана, 0,15% церия и 0,25% иттрия в виде их лигатур с никелем, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

На 4-й плавке в расплав под вакуумом 1×10-2 мм рт.ст. ввели 0,10% кальция в виде гранул лигатуры никель-кальций при температуре расплава 1530°C, затем ввели совместно 0,05% празеодима, 0,10% неодима, 0,10% церия и 0,15% скандия в виде их лигатур с никелем, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

На 5-й плавке в расплав под вакуумом 1×10-3 мм рт.ст. ввели 0,05% магния в виде гранул лигатуры никель-магний при температуре 1550°C, затем ввели 0,10% лантана и 0,20% церия в виде их лигатур с никелем, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

На 6-й плавке в расплав под вакуумом 5×10-4 мм рт.ст. ввели 0,05% кальция в виде гранул лигатуры никель-кальций при температуре расплава 1585°C, затем ввели совместно 0,15% скандия, 0,15% иттрия и 0,10% церия в виде их лигатур с никелем, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

На 7-й плавке в расплав под вакуумом 1×10-3 мм рт.ст. ввели совместно 0,05% кальция в виде гранул лигатуры никель-кальций и 0,05% магния в виде гранул лигатуры никель-магний (суммарно 0,10%) при температуре расплава 1565°C, затем ввели совместно 0,15% лантана, 0,05% церия, 0,15% скандия, 0,05% иттрия и 0,10% празеодима в виде их лигатур с никелем, после чего расплав пролили через нагретый пенокерамический фильтр.

Технологические параметры плавок и полученные результаты по содержанию серы, кислорода и азота приведены в табл.2. Там же приведены технологические параметры плавки по способу-прототипу и полученные результаты.

Из табл.2 видно, что в металле, выплавленном по способу-прототипу, содержание серы, кислорода и азота в 4-6 раз выше, чем в металле, выплавленном по предлагаемому способу. Из полученного металла были отлиты заготовки с монокристаллической структурой с кристаллографической ориентацией 001. Длительная прочность сплава, выплавленного по предлагаемому способу, увеличилась в 1,7 раз.

Изобретение не ограничивается приведенными примерами.

Предлагаемый способ позволяет получать в литейных жаропрочных сплавах на никелевой основе содержание серы ≤0,0001%, кислорода ≤0,0002%, азота ≤0,0001%. Тем самым устраняется вероятность образования дефектов в монокристаллах, поскольку не нарушается процесс кристаллизации при выращивании монокристаллов и в них не образуются сульфиды, оксиды и нитриды, которые являются зародышами для образования равноосных зерен и понижают свойства сплавов.

Использование изобретения позволит повысить ресурс и надежность работы авиационных высоконагруженных газотурбинных двигателей.

Таблица 1
№ п/п Технологические параметры плавок Содержание примесей, % Время до разрушения при испытании на длительную прочность при T=975°C и σ=36 кгс/мм2, час
Условия введения рафинирующих добавок для удаления примесей (давление) мм рт.ст. Количество введенной рафинирующей добавки, % Количество введенного РЗМ, % от массы расплава S O2 N2
В вакууме
1 1·10-2 0,001 Ca 0,50 Y 0,00010 0,00020 0,00010 60
2 1·10-3 0,10 Ca ∑0,10 La, 0,10 Ce 0,00008 0,00015 0,00008 72
3 5·10-4 0,001 Mg ∑0,05 Sc, 0,05 Pr, 0,05 Nd 0,00005 0,00010 0,00005 68
4 1·10-2 0,10 Mg ∑0,10 Ce, 0,10 Y, 0,10 La, 0,20 Sc 0,00006 0,00010 0,00006 75
5 1·10-3 0,05 Ca 0,01 Sc 0,00010 0,00020 0,00010 62
6 5·10-4 0,05 Mg ∑0,15 Sc, 0,15 Y, 0,10 Ce 0,00007 0,00013 0,00007 69
7 5·10-3 ∑0,05 Mg 0,05 Ca ∑0,05 Pr, 0,15 Nd, 0,10 La, 0.10 Sc, 0,05 Ce 0,00007 0,00010 0,00007 78
8 Способ-прототип В атмосфере инертного газа 0,05 H2 - 0,00040 0,00050 0,00030 41
1·102
Таблица 2
№№ п/п Технологические параметры плавок Содержание примесей, % Время до разрушения при испытании на длительную прочность при T=975°C и σ=30 кгс/мм2, час
Условия введения рафинирующих добавок для удаления примесей (давление) мм рт.ст. Количество введенной рафинирующей добавки, % Количество введенного РЗМ, % от массы расплава S O2 N2
В вакууме
1 1·10-2 0,001 Mg 0,50 Y 0,00010 0,00015 0,00010 130
2 5·10-3 0,10 Mg ∑0,10 Ce, 0,10 Y 0,00009 0,00018 0,00010 133
3 5·10-4 0,001 Ca ∑0,10 La, 0,15 Ce, 0,25 Y 0,00008 0,00016 0,00008 141
4 1·10-2 0,10 Ca ∑0,05 Pr, 0,10 Nd, 0,10 Ce, 0,15 Sc 0,00006 0,00010 0,00008 138
5 1·10-3 0,05 Mg 0,01 Sc 0,00010 0,00018 0,00010 128
6 5·10-4 0,05 Ca ∑0,15 Sc, 0,15 Y, 0,10 Ce 0,00007 0,00010 0,00007 135
7 1·10-3 ∑0,05 Ca, 0,05 Mg ∑0,15 La, 0,05 Ce, 0,15 Sc, 0,05 Y, 0,10 Pr 0,00008 0,00008 0,00006 142
8 Способ-прототип В атмосфере инертного газа 0,05 H2 - 0,00060 0,00060 0,00040 80
1·102

1. Способ производства литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, включающий расплавление в вакууме углеродсодержащих шихтовых материалов, проведение обезуглероживающего рафинирования расплава, введение отходов безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, введение активных легирующих элементов и рафинирующих добавок, отличающийся тем, что в качестве рафинирующих добавок в расплав вводят кальций и/или магний в количестве 0,001-0,10% от массы расплава в виде гранул кальций- или магнийсодержащей лигатуры в вакууме 1×10-2-5×10-4 мм рт.ст., затем в расплав вводят один или более редкоземельных металлов в виде никель- или кобальтсодержащей лигатуры, включающей редкоземельные металлы, после чего производят фильтрацию расплава через нагретый пенокерамический фильтр.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве редкоземельного металла в расплав вводят один или несколько элементов из группы лантан, церий, иттрий, скандий, празеодим, неодим, которые вводят в виде никель- или кобальтсодержащей лигатуры, включающей редкоземельные металлы, в количестве 0,01-0,50% от массы расплава.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве шихтовых материалов используют отходы литейных жаропрочных сплавов на основе никеля в количестве до 100% металлошихты.

4. Способ производства литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, включающий расплавление в вакууме углеродсодержащих шихтовых материалов, введение отходов литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, введение активных легирующих элементов и рафинирующих добавок, отличающийся тем, что в качестве рафинирующих добавок в расплав вводят кальций и/или магний в количестве 0,001-0,10% от массы расплава в виде гранул кальций- или магнийсодержащей лигатуры в вакууме 1×10-2-5×10-4 мм рт.ст., затем в расплав вводят один или более редкоземельных металлов в виде никель- или кобальтсодержащей лигатуры, включающей редкоземельные металлы, после чего производят фильтрацию расплава через нагретый пенокерамический фильтр.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве редкоземельного металла в расплав вводят один или несколько элементов из группы лантан, церий, иттрий, скандий, празеодим, неодим, которые вводят в виде никель- или кобальтсодержащей лигатуры, включающей редкоземельные металлы, в количестве 0,01-0,50% от массы расплава.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве шихтовых материалов используют отходы литейных жаропрочных сплавов на основе никеля в количестве до 100% металлошихты.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии, а именно к керметным композициям для изготовления деталей, подвергающихся воздействию эрозии и коррозии при высокой температуре.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению сверхпроводящего материала в виде покрытия, и может быть использовано при изготовлении экранов электронных схем от воздействия электромагнитного и ионизирующего излучений в энергетике, транспорте, связи, приборостроении, в ракетной и аэрокосмической отраслях промышленности.

Группа изобретений относится к области медицины. Описан биосовместимый пористый материал, содержащий никелид титана с пористостью 90-95% и открытой пористостью 70-80% со средним размером пор 400 мкм, который пропитан гидроксиапатитом в количестве 26-46 мас.% от массы никелида титана.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения сплавов на основе алюминия. Способ включает получения лигатуры алюминий-фосфор в виде таблеток состава, мас.%: фосфор 1,5-3,5, железо 6,0-16, алюминий остальное.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к созданию композиционных материалов пропиткой пористого каркаса. Пористую заготовку погружают в расплав матричного сплава, вакуумной дегазацией, нагревом и воздействием избыточным давлением на заготовку за счет термического расширения расплава в замкнутом объеме емкости, в качестве расплава матричного сплава используют расплав свинца, а при нагреве дополнительно проводят пропитку заготовки, последующее охлаждение и кристаллизацию.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения многослойных композитов на основе системы Cu-Al, а также прекурсоров для синтеза наноструктурных интерметаллических соединений данной системы.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при приготовлении литых алюминия, доэвтектических, эвтектических и заэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов (силуминов).

Изобретение относится к области металлургии, в частности к бор-содержащим алюмоматричным композиционным материалам, и может быть использовано при получении изделий, к которым предъявляются требования низкого удельного веса в сочетании, в частности, с высоким уровнем поглощения при нейтронном излучении.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к изготовлению изделий из порошков твердых сплавов на основе карбидов. Смешивают временное связующее, содержащее двухкомпонентный диспергатор и двухкомпонентную смазочную добавку в весовом соотношении от 1:3,6 до 1:13,1, и порошкообразную смесь неорганических порошков, содержащую порошки карбидов и постоянного связующего.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным композиционным материалам (ЛКМ) на основе алюминия и его сплавов, и может применяться для изготовления деталей с повышенной жаропрочностью, твердостью и износостойкостью.
Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано при модифицировании чугуна, который используют для изготовления быстроизнашивающихся деталей, например мелющих элементов рудо- и углеразмольных мельниц. Способ включает выплавку в электропечи чугуна заданного состава, слив расплава в ковш, засыпку зеркала расплава покровным материалом, выдержку его до образования защитного покрова, введение в расплав твердого модификатора и засыпку места ввода покровным материалом. Выплавку чугуна ведут в тигле индукционной печи с частотой тока 50-2400 Гц при поддержании уровня расплава чугуна не выше уровня верхнего витка индуктора печи, а после снижения величины номинальной мощности, подводимой к индуктору печи, на 5-50% и образования выпуклого мениска на поверхности расплава чугуна зеркало расплава засыпают покрывным материалом, выдерживают до образования защитного покрова, вводят в расплав твердый модификатор и выдерживают в течение 2-6 мин, причем модификатор перед введением в расплав выдерживают в воде и вводят в тигель индукционной печи в количестве 0,5-0,7% от массы модифицируемого чугуна, а в ковш - 0,3-0,8% от массы модифицируемого чугуна. Изобретение позволяет повысить коэффициент распределения магния и церия по объему жидкого чугуна, находящего в разливочном ковше, а также увеличить время действия эффекта модифицирования после введения в расплав модификатора. 7 з.п. ф-лы, 1 пр.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению легких сплавов с повышенной прочностью на основе алюминия, и может быть использовано в ракетно-космической, авиационной, автомобильной промышленностях. Способ включает получение лигатуры из смеси порошков алюминия и диборида или карбида титана ударно-волновым компактированием в виде стержней при содержании в лигатуре 5 мас.% порошка диборида или карбида титана с размером частиц (1÷5) мкм и введение полученных стержней в расплав алюминиевой основы, разогретой до 720°C, при одновременном воздействии на расплав ультразвукового поля. Изобретение направлено на повышение прочности и износостойкости сплавов. 1 пр.
Изобретение относится к антифрикционным сплавам на основе алюминия и способам их получения. Сплав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: свинец 20-40, цинк 5-15, алюминий - остальное. Способ получения сплава включает приготовление гетерофазного сплава на основе алюминия с 20-50 мас.% цинка, который получают непрерывным перемешиванием расплава при 7000С в течение 10 мин и быстрого охлаждения расплава на медной водоохлаждаемой пластине, и контактирование полученной заготовки из гетерофазного сплава с расплавом свинца при 530-570°C. Техническим результатом изобретения является повышение прочности и твердости сплава при снижении линейного износа и коэффициента трения. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области технологии производства прессованных полуфабрикатов из алюминиевого сплава системы Al-Mg-Si, с улучшенными эксплуатационными и технологическими свойствами в виде длинномерных, тонкостенных панелей и профилей, предназначенных для использования на железнодорожном транспорте, монорельсовом транспорте и в других транспортных системах. Способ включает литье слитка из алюминиевого сплава серии 6000, гомогенизацию, горячее прессование при скорости истечения 3,0-30,0 м/мин из подогреваемого контейнера, термическую обработку на твердый раствор путем закалки в воду, проведение после закалки правки растяжением и искусственное старение. Техническим результатом изобретения является создание технологии производства прессованных полуфабрикатов из высоколегированного алюминиевого сплава системы Al-Mg-Si, обладающего хорошими механическими, технологическими и коррозионными свойства. 5 табл., 3 ил.

Изобретение относится к производству лигатур цветных металлов, в частности к получению алюминиево-титановой лигатуры, и может быть использовано в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности, изготавливающих деформируемые и литейные алюминиевые сплавы. Готовят экзотермическую смесь порошков алюминия и титана, затем подвергают ее механоактивации. Одновременно подготавливают брикеты прессованной титановой стружки. Смесь порошков и брикеты из прессованной титановой стружки вводят одновременно в расплав алюминия, на поверхности которого находится криолит, выдерживают расплав в течение не менее 30 минут с периодическим перемешиванием. Соотношение количества стехеметрической смеси порошков и брикета из титановой стружки выбирают в пропорции 1/3 смеси порошков : 2/3 титановой стружки. Изобретение позволяет повысить качество лигатуры, улучшить ее структуру и равномерность распределения титана в объеме лигатуры, а также исключить шлаковые включения и ликвационные зоны, обедненные интерметаллидами Al3Ti. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил., 10 фото.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошков агломератов вентильных металлов и субоксидов вентильных металлов для изготовления конденсаторов с твердым электролитом. Спеченная заготовка анода конденсатора получена из порошка агломерата вентильного металла или субоксида вентильного металла и имеет скелетную плотность, превышающую 88% теоретической плотности. Порошок агломерата вентильных металлов и/или субоксидов вентильных металлов получен путем смешивания предшествующих частиц порошков агломератов с мелкочастичными порообразователями. После чего его уплотняют с получением богатого порами, адгезивно связанного агломерата предшествующих частиц, термически удаляют порообразователь, и подвергают адгезивно связанный агломерат температурной обработке при температуре и в течение промежутка времени, достаточных для образования мостиков спекания. Затем как минимум частично спеченный агломерат перерабатывают в порошки агломератов вентильных металлов и/или субоксидов вентильных металлов. Обеспечивается повышение скелетной плотности анода, а также повышение прочности проволоки конденсатора на вырывание и улучшение характеристик конденсатора по току утечки, эквивалентному последовательному сопротивлению и ударному току. 12 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 табл., 1 пр.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным композиционным материалам на основе порошковой легированной стали, содержащим антифрикционный наполнитель. Может использоваться в подшипниковых узлах трения, во втулках тормозных рычажных устройств грузовых и пассажирских вагонов железнодорожного транспорта. Композиционный материал содержит, мас.%: масло индустриальное 1,0-2,0; углеродные наномодификаторы фуллероидного типа 0,001-0,050; порошковая легированная сталь - остальное. Обеспечивается повышение износостойкости и надежности в эксплуатации. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к магниевому сплаву, подходящему для применения при комнатной температуре. Способ получения сплава на магниевой основе включает расплавление магния или магниевого сплава, добавление от 0,05 мас.% до 1,2 мас.% оксида кальция (СаО) на поверхность расплава, перемешивание с обеспечением, по существу, полного расходования СаО, обеспечение взаимодействия кальция (Са), полученного в результате указанной реакции, с указанным расплавом, литье и отверждение сплава. Сплав характеризуется повышенными характеристиками прочности на разрыв, предела текучести, удлинения при комнатной температуре. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 15 ил., 5 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе никеля для изготовления механических компонентов турбомашин. Суперсплав на основе никеля для механических компонентов турбомашин содержит, мас.%: хром - от 3 до 7, вольфрам - от 3 до 15, тантал - от 4 до 6, алюминий - от 4 до 8, углерод менее 0,8, никель и примеси - остальное. Сплав характеризуется высокой механической, химической и термической стойкостью. Механические компоненты, изготовленные из заявленного сплава, могут эксплуатироваться при высоких температурах. 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам рафинирования и модифицирования алюминиевых сплавов. Способ включает расплавление металла, обработку расплава наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ) в течение 15 минут и разливку по формам, при этом перед обработкой НЭМИ расплав обрабатывают рафинирующими солями, а во время обработки или после обработки НЭМИ расплав подвергают вакуумированию в течение 15 минут. Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение качества отливок алюминиевых сплавов за счет устранения газовой пористости. 4 ил.
Наверх