Способ повышения стойкости к сульфидной коррозии порошковых никелевых сплавов



Способ повышения стойкости к сульфидной коррозии порошковых никелевых сплавов
Способ повышения стойкости к сульфидной коррозии порошковых никелевых сплавов
Способ повышения стойкости к сульфидной коррозии порошковых никелевых сплавов

 


Владельцы патента RU 2560469:

Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") (RU)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к порошковым сплавам на основе никеля, обладающим повышенным сопротивлением к сульфидной коррозии, и может быть использовано для изготовления деталей газотурбинных двигателей. Способ получения изделия из жаропрочных никелевых сплавов включает выплавку расходуемой заготовки для производства гранул, получение гранул, их квалификацию, дегазацию, герметизацию капсулы, горячее изостатическое прессование (ГИП) и термическую обработку готового изделия. При выплавке расходуемых заготовок суммарное содержание трех легирующих элементов: титана, молибдена и ниобия поддерживают не менее 95% от содержания хрома в составе сплава, а разливку расплава в кокиль проводят при температуре 1540-1560°C. Повышается малоцикловая усталость в сульфидной среде. 2 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к жаропрочным никелевым сплавам. Может использоваться в газотурбинных двигателях (ГТД) для изготовления тяжело нагруженных деталей, работающих при повышенных температурах.

Известен сплав на основе никеля, в котором для повышения коррозионной стойкости в кислых средах используют способ легирования медью (Патент РФ №2097439, С22С 19/05, 1995 г. «Коррозионно-стойкий сплав, способ повышения коррозионной стойкости и обработанный давлением продукт»).

Основные элементы сплава хром (22,0-24,5%), молибден (14,0-18%),

(медь 1,0-3,5%), марганец (0,1-2,0%).

Для этого сплава характерны низкие значения механических свойств, хорошая коррозионная стойкость в кислых средах и низкое сопротивление сульфидной коррозии (СК) в условиях работы тяжело нагруженных деталей, работающих при повышенных температурах.

СК возрастает при повышении температуры более 650°C.

Порошковые никелевые жаропрочные сплавы имеют обычно высокие характеристики механических свойств, однако большинство из них подвержены сульфидной коррозии, которая, как правило, не определяется и не отражается в текстах патентов.

Например, в патенте РФ 2516267 C22C, от 20.05.2014 изложен современный способ изготовления изделия из порошковых жаропрочных никелевых сплавов, включающий все элементы современной технологии. Но это обеспечивает только увеличение механических свойств и снижение скорости распространения усталостной трещины (СРТУ), при этом стойкость к СК изделия не гарантируется.

Известен также патент RU №2516681 С1, 20.05.2014, в котором предложен никелевый сплав, обладающий высокой стойкостью к СК и высоким сопротивлением малоцикловой усталости (МЦУ) в условиях воздействия агрессивной среды (прототип). Однако новый сплав еще не прошел производственную апробацию, а широко используемые в промышленности сплавы необходимо гарантированно защитить от сульфидной коррозии.

Возникла необходимость разработки способа защиты от СК с учетом особенности химического состава за счет корректировки некоторых технологических операций.

Новый способ был опробован на трех отечественных никелевых жаропрочных сплавах, полученных методом порошковой металлургии. Это сплавы ЭП741НП (патент RU 2160789 С2, 20.12.2000), ВВ750П (патент RU 2294393 С1, 27.02.2007), ВВ751П (патент RU 2368683 С1, 27.09.2009).

Составы сплавов зафиксированы в ГОСТ Р 52802-2007. Первый из них широко применяется в авиационной технике. Два других активно начинают внедряться в производство. Во всех перечисленных патентах поставлены задачи увеличения соответствующих механических свойств, важных при эксплуатации ГТД. Однако ничего нет о сопротивлении СК.

Предлагаемый способ характерен тем, что, с целью повышения малоцикловой усталости в сульфидной среде (коррозионной малоцикловой усталости КМУ), при выплавке заготовок для распыления в гранулы производят легирование сплава таким образом, чтобы суммарное содержание трех легирующих элементов - молибдена, ниобия и титана - было на уровне не менее 95% от содержания хрома, а разливку расплава проводят в кокили при температуре 1540-1560°C.

Такое изменение технологии изготовления порошковых жаропрочных никелевых сплавов приводит к формированию на поверхности изделия особой оксидной пленки, что увеличивает сопротивление к сульфидной коррозии. В результате сопротивление к СК, измеренное по способу, описанному в патенте РФ 2516271 от 28.12.2012 г. повышается более чем в 1,5 раза.

Примеры

Из выбранных сплавов (ЭП741НП, ВВ750П и ВВ751П) по предлагаемому, а также по принятому в цехе традиционному способу были изготовлены заготовки для распыления, из обоих видов заготовок получены гранулы. Затем проведены операции их классификации, дегазации, герметизации капсулы, ГИП и термообработки готового изделия

Химический состав и температура сплавов приведены в таблице 1.

В предлагаемых вариантах сплавов соотношение суммы Ni, Mo, Nb>0,95 Cr, а температура расплава выше 1530°C. В прототипе напротив соотношение содержания элементов Ni, Mo, Nb<0,95 Cr, а температура расплава меньше 1530°C.

Полученные свойства приведены в таблице 2.

Из представленных в таблицах 1 и 2 данных очевидно, что при изготовлении заготовок по предлагаемому способу особенно заметно возрастает сопротивление малоцикловой усталости при воздействии сульфидной. среды (увеличивается на 60-80%). Изготовление по действующей технологии снижает сопротивление малоцикловой усталости под действием сульфидной среды (примерно в 2 раза).

Учитывая важность этой характеристики при эксплуатации изделия, такое увеличение ее под влиянием сульфидной коррозии будет способствовать росту долговечности деталей ГТД в 1,5-2,0 раза.

Способ получения изделия из жаропрочных никелевых сплавов, включающий выплавку расходуемой заготовки для производства гранул, получение гранул, их квалификацию, дегазацию, герметизацию капсулы, горячее изостатическое прессование (ГИП) и термическую обработку готового изделия, отличающийся тем, что при выплавке расходуемых заготовок суммарное содержание трех легирующих элементов: титана, молибдена и ниобия поддерживают не менее 95% от содержания хрома в составе сплава, а разливку расплава в кокиль проводят при температуре 1540-1560°C.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при переработке цирконийсодержащих оксидных материалов для получения алюминий-циркониевого сплава.

Редкоземельный спеченный магнит состоит по существу из 26-36 вес.% R, 0,5-1,5 вес.% В, 0,1-2,0 вес.% Ni, 0,1-3,0 вес.% Si, 0,05-1,0 вес.% Cu, 0,05-4,0 вес.% M, а остальное - Т и случайные примеси, где R представляет собой редкоземельный элемент, Т представляет собой Fe или Fe и Со, М выбран из Ga, Zr, Nb, Hf, Ta, W, Mo, Al, V, Cr, Ti, Ag, Mn, Ge, Sn, Bi, Pb и Zn.

Изобретение может быть использовано в металлургии. Способ переработки бериллийсодержащих отходов производства медно-бериллиевой лигатуры включает плавление с флюсом, выдержку расплава и последующее разделение продуктов плавки с получением металлической фазы и вторичного шлака.

Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, а именно к вакуумно-индукционной выплавке сплава на основе хрома. Для повышения горячей пластичности используют жаропрочный сплав, содержащий, в мас.
Изобретение относится к металлургии алюминиевых сплавов, содержащих металлы, практически не растворяющиеся в твердом алюминии: железо, никель, кобальт, редкоземельные металлы, иттрий, и предназначено для изготовления проводников электрического тока в виде проволоки диаметром 0,1-0,3 мм, работающих при повышенных температурах до 250°C.

Изобретение относится к металлургии. Пористый сплав на основе никелида титана для медицинских имплантатов, полученный самораспространяющимся высокотемпературным синтезом, содержит в качестве легирующей добавки медь, замещающую никель, в концентрации от 3 до 6 атомарных процентов.

Алюминий-медный сплав для литья, содержащий по существу нерастворимые частицы, которые занимают междендритные области сплава, и свободный титан в количестве, достаточном для измельчения зернистой структуры в литейном сплаве.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению лигатуры никель-редкоземельный металл. В способе расплавляют никель, выдерживают полученный расплав и смешивают его с редкоземельным металлом, производят индукционное перемешивание расплава, его разливку и охлаждение, при этом расплавляют никель в вакууме в инертном тигле индукционной печи, полученный расплав нагревают до температуры 1500-1700°C и выдерживают до его дегазации в плавильной камере под вакуумом, после чего снижают температуру расплава никеля до 1400-1550°C и в вакууме или атмосфере инертного газа порционно добавляют в него редкоземельный металл.
Заявленное изобретение относится к порошковой металлургии. Готовят шихту из металлических компонентов заданного состава псевдосплава путем их перемешивания, полученную шихту прессуют.
Изобретение относится к области металлургии, в частности для получения пропиткой композиционных материалов, имеющих пористый углеграфитовый каркас, и может быть использовано для получения вкладышей радиальных и упорных подшипников, направляющих втулок, пластин, поршневых колец, щеток, вставок пантографов, токосъемников, а также в различных узлах и изделиях ракетно-космического назначения.

Изобретение относится к области порошковой металлургии. Установка для гидростатического прессования порошка содержит контейнер с рабочей камерой для размещения порошка в эластичной оболочке, с крышкой и затвором, емкость с жидкостью, размещенную с внешней стороны контейнера, устройство для создания высокого давления жидкости в рабочей камере с системой регулирования и сброса давления.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу прессования полых микросфер в присутствии жидкости при производстве пористой конструкционной керамики.

Изобретение относится к оборудованию для обработки материалов при комбинированном воздействии на них давления и температуры, создаваемых в системе газ-жидкость, и может быть использовано для компактирования порошковых материалов в эластичных оболочках при температуре до 200°С и давлении до 200 МПа.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству изделий из порошка бериллия. .

Изостат // 2366538
Изобретение относится к оборудованию для обработки материалов при комбинированном воздействии на них давления и температуры, а именно к изостатам. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к уплотнению изделий горячим изостатическим прессованием в жидкой фазе. .

Изобретение относится к устройствам для гидростатического прессования изделий из порошков, в частности, к прессованию трубок. .

Изобретение относится к области изготовления абразивных инструментов, в частности высоких шлифовальных и полировальных кругов на вулканитовой связке. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению платиновых сплавов для ювелирной промышленности. Сплав содержит, мас. %: платина 58,0-59,0, медь 36,0-35,5, кобальт 5,0-4,8, родий 0,7-0,5, палладий 0,29-0,1 и иридий 0,01-0,1. Способ изготовления сплава заключается в том, что готовят в первой плавильной камере первый расплав чистых металлов заявленного состава, а одновременно во второй плавильной камере - второй расплав указанного состава из отработанных оборотных металлов, при этом расплавы готовят путем размещения соответствующих компонентов в холодные тигли, помещения их в плавильную камеру, в которой создают вакуум, разогревания компонентов обоих сплавов до их плавления в течение 40-120 сек при температуре 1700-1900°C. После чего расплав, полученный во второй камере, очищают от примесей и смешивают с первым расплавом, полученную жидкую массу сливают в формы опоки при температуре опоки 800-900°C, выдерживают в течение 180-600 сек до момента получения отвержденного сплава, охлаждают и выдерживают в формах опоки до полного остывания при температуре окружающего воздуха 15-30°C. Техническим результатом изобретения является повышение качества платинового ювелирного сплава и легкости его обработки при изготовления из него ювелирных изделий. 2 н.п. ф-лы.
Наверх