Жаропрочный сплав на основе никеля

 

ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ, содержащий хром, молибден, титан, алюминий, вольфрам, бор, кобальт, цирконий и церий, отличающийся тем, что, с целью повьппения жаростойкости, пластичности и термостойкости, он дополнительно содержит иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.%:ХромМолибденТитанАлюминийВольфрамБорКобальтЦирконийИттрийЦерийНикель15-173,5-4,52,5-3,02,4-3,04,6-6,00,01-0,024,0-6,00,3-0,50,1-0,50,03-0,5остальное(ЛС

(,"

Otrta i, " . )и Я(:",, у„(,, 1Млио».:,—„:, .-, СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ (1Ю (11) А (51)4 С 22 С 19/05

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfÍÐÛÒÈÉ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2625955/22-02 (22) 06.06,78 (46) 23.12.86. Бюл. Р 47 (71) Запорожский машиностроительный институт им. В.И.Чубаря и Центральный котлотурбинный институт им. И.И.Ползунова (72) В.В.Гайдук, Г.А.Краснова, Г.В.Кулыгин, Е.Е.Левин, Г.Ф.Мяльница, Б.С.Натапов, И.И.Шопов и Е.Н.Масалева (53) 669.24-018.821(088 8) (56) ТУ-.1-1-223-75 ° (54)(57) ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ

НИКЕЛЯ, содержащий хром, молибден, титан, алюминий, вольфрам, бор, кобалы, цирконий и церий, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения жаростойкостй, пластичности и термостойкости, он дополнительно содержит иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Хром 15-17

Молибден 3,5-4,5

Титан 2,5-3,0

Алюминий . 2,4-3,0

Вольфрам . 4,6-6,0

Бор 0,01-0,02 .

Кобальт 4,0-6,0

Цирконий 0,3-0,5

Иттрий 0,1-0,5

Церий 0,03-0,5

Никель остальное

Как видно иэ таблиц, пластичность, 45 жаростойкость и термостойкость превы шают те же величины у известного .. сплава. Это позволяет увеличить долговечность лопатки газотурбинного двигателя в 1 5-2 раза. Возможность

50 исправления литых лопаток путем холодной деформации в штампах позволяет повысить коэффициент выхода годных отливок в 2-.2,5 .раза.

1 722325

Изобретение относится к металлургии сплавов, в частности к жаропрочным литейным сплавам на основе никеля.

Широко известны в металлургии де- 5 формируемые и литейные сплавы, содержащие в качестве основы никель, а также молибден, титан, алюминий, вольфрам и кобальт, служащие для изготовления многих деталей 10 газовых турбин реактивной авиации, в судовых газотурбинных установках, стационарных газовых турбинах.

Из известных жаропрочных сплавов на основе никеля, используемых для изготовления. деталей ГТД, по сос таву ингредиентов наиболее близок к заявляемому сплаву на основе никеля, который содержит указанные ингредиенты в следующих количествах

20 мас. Х:

Хром 15-17.

Молибден 3,5-4,5

Титан . 2,5-3

Алюминий 2,4-3

Вольфрам 3,5-5

Бор 0,015

Кобальт 4-6

Цирконий 0,12

Церий 0,015

Никель остальное

Этот сплав имеет неудовлетвори" тельную жаростойкость, особенно при применении топлива, содержащего серу. Этот сплав характеризуется также неудовлетворительной свариваемостью и низкой термостойкостью.

Целью изобретения является повышение жаростойкости, пластичности 40 и термостойкости.

Данная цель достигается тем, что предлагается дополнительно ввести в сплав иттрий и увеличить содержание циркония и церия.

Предлагаемый сплав имеет следующий химический состав, мас.%:

Хром 15,0-17,0

Молибден 3,5-4,5

Титан 2,5-3,0

Алюминий 2,4-3,0

Вольфрам 4,6-6,0

Кобальт 4,0-6,0

Цирконий 0,3-0,5

Иттрий 0,1-0,5

Церий 0,03-0,5

Бор 0,01-0,02.

Примеси углерод 0,05-0, 12 кремний 0 01-0,6 марганец 0,01-0,6 железо 0,.01-4,00 никель остальное

Комплексное легирование цирконием, иттрием и церием предотвращает образование сплошной сетки карбидных выделений по границе, обычных в сплавах подобного типа. Сфероидизация пограничных включений повышает пластичность и термостойкость, не снижая жаропрочности.

Для получения сплава были подго-. товлены три смеси ингредиентов, содержащие каждая мас.Х: хром 16,0; молибден 4,0; титан 2,7S; алюминий

2,7, вольфрам 5,3 и отличающиеся друг от друга содержанием кобальта, циркония, иттрия и церия, равным в каждой смеси последовательно, мас,Х: (4,0) 5,0; 6,0; 0,3); (Оэ4; О, 5э соответствии с последовательностью перечислений, а также содержанием никеля, составляющим дополнительную до 100% часть в каждой смеси.

Содержание таких элементов как бор, цирконий, иттрий и церий, указаны по расчетному количеству. Величина угара принята равной 50Х.Каждая смесь была выплавлена отдельно в опытно-производственных условиях.

В таблицах приведены характерис-. тики предложенного сплава в сравнении с известным.

722325

Таблица1 о

Испытания механических свойства при 20 С

Твердость

НВ, d,MM

of 1

Относи- Относительное тельное

Марка сплава сужение, V7

10-14 20-25 3,0-4, 1 3,6-3,8

65-70

5 0-6,0 2,5-3 5 3 5 3 7

4,0

60-62

Характеристика основных свойств сравнительных сплавов

Таблица2 олзучести точной д

100 ч

ОО 95

Предлагаемый 41-43 21-23 14-15 31-33 15-16 10-11 880 6150 0,035-0,037 йротоФСЗЛС 40,0 18-20 11-12 31-32 15-!6 9,0 850 6000 0,06-0,07

Данные по термостойкости и иаростойкости приведены в результате сравнительных испытаний известного и предлагаемого сплавов, Редактор О.Кузнецова Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай

Заказ 6979/3 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предел прочности, 8 кг/мм т

Ф

Предла". гаемый 80-85

Прототип

ЖСЗЛС 74-77

Предел текучести, oË кг/мм удлинение, 3 у

Ударная вязкость а„

1 кгм/смт йк кр

9Ц ость нин 40 ч топХ $ впрыск °

NaC1), г/см