Жаропрочный сплав на основе никеля

Сфез Советских Социалистичаскив РеспубпикОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о(1684915(22) Заявлено 21 ф 478 (21) 2606688/22-02 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет С 22 С 19/05 Государственный комнтет СССР но делам изобретениИ н открытиИОпубликовано 1506,81, Бюллетень Мо 22 Дата опубликования описания 1506,81(72) Авторы изобретения В.В,Ртищев, Т.М.Гребцова, В,В.Новиков, Н.М,Веселова и Г.Д,Пигрова Научно-производственное объединение по исследованиюи проектированию энергетического оборудования, Завод(54) ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ- Й " Я"чч щл чч (1ч ч 25 Изобретение относится к металлур- гии сплавов, в частности сплавов, содержащих никель в качестве основы и используемых для изготовления лопаток, дисков и других деталей для5 газотурбинных установок.Для изготовления лопаток, дисков и других деталей для газовых турбин широко применяются жаропрочные сплавы на основе никеля, содержащие в качестве легирующих добавок хром, алюминий, титан, молибден, вольфрам, кобальт, ниобий, углерод и ряд других элементвв("Наиболее близким к изобретению . 15 является сплав, имеющий следующий химический состав, вес.Ъ: хром 14-16, алюминий 1,7-2,2, титан 1-1,4, молибден 3-5, вольфрам 4-6, кобальт 5-6, ниобий 1,4-2, бор 0,001-0,1, 20 , углерод 0,1-0,16, никель - остальное.В термическую обработку сплава входит закалка при 11500 С в течение 3 ч .и отпуск технологическое старение ) при 800 оС в течение 20 ч .Относительное удлинение и относительное сужение известного сплава садравляют соответственно: при 20 ОС - 31 и 38( при 600 оС - 20 и 25%; при 75 ФС - 26 и 40( а удар ная вязкость при 20 оС составляет 10 кгс/см.Однако химический состав этого сплава обуславливает развитие при длительном старении в области умеренно повышенных температур процессов дальнего упорядочения матрицы и вЫделения повышенного количества карбидов, В результате при длительной эксплуатации происходит его охрупчивание. что подтверждено экспериментами по двухступенчатому старению при температурах 650 и 550 С.Цель изобретения - повышение пластичности и вязкости после длительной эксплуатации.Это достигается тем, что жаропрочный сплав на основе никеля содержит следующие компоненты, вес.%:Хром 13,5-15,5"Алюминий 1,2-1,6Титан 1,2-1,6Молибден 4-5Вольфрам 4-6Кобальт 4,5-7Ниобий 1,4-2Бор 0,001-0,01Углерод 0(01-0(07Никель Остальное684915 Кремний не Иарганец не Железо не Сера не фосфор не 0,6 0,5 3 0,012 0,015 более более более более более Таблица 1 Содержание компонентов, вес.%". - 1 Клей Сплав мо Сг Со Й) 1 Предлагае- мый 13,79 4,5 4,16 4,06 1,43 1,27 1,28 0,015 0,001 Остальное 1432 56 5,05 4,69 1,69 1,52 1,43 0,035 0,01 15,3 6,87 5,85 4,91 1,83 1,58 1,53 0,067 0,01 То же 5,1 5,92 4,63 1,63 1,38 2,12 0,1 0,01 4 Известный Таблица 2 од гс/ммЬкгс/мм У Ъ Сплав Клеймо Температура испытания, пС кгс/мм к 10,1 43,9 34,87,5 46,6 41,266,8 0 55 редлагае 2,7 50 1,3 48,4 51,1 650 28,2 79,1 23,750 088 41,4 95,9 39,6 36,3 20 69,лагаемы 44,1 56,9 55,9 6,2 6,4 2,93,3,г При понижении содержания алюминия до указанных пределов 1,2-1,6 матрица в значительно меньшей степени обогащается хромом, вольфрамом и молибденом при выделении-фазы.В результате дальнейшего упорядо 5 ченкя матрицы не происходят и структурные измерения в матрице при длительности эксплуатации заключаются ,пишь в протекании процесса ближнего упорядочения, который не приводит к заметному снижению пластичности и вязкости.Повышению пластичности и вязкости способствует также и понижение содержания углерода до 0,01-0,07 (уменьшается количество выделяющихся карбидов до 0,3-1,0 и повышается степень гомогенности твердого раствора, затрудняющей протекание процессов упорядочения).1 2 ОВ табл. 1 даны химические составысплавов, в табл. 2 - их механическиесвойства после термической обработки(закалка при 1150-11800 С в течение 2-3 ч и отпуск при 800 С в течейие 20 ч).Содержание примесей металлургического производства в сплаве должно соответствовать обычно принимаемому для жаропрочных сплавов на никелевой основе и составляет, вес.3: В табл. 3 приведены механические свойства предлагаемых сплавов после старения по режиму одноступенчатого старения 750 С, 3000 ч.Предлагаемый сплав обладает значительно большей пластичностью и вязкостью после длительной эксплуатации, чем известный. Поэтому при использовании его в качестве материала для рабочих лопаток современных приводных и пиковых газовых турбин обеспечивается технико-экономическая эффективность.. 111,7 70,6 650 Ъ Ь,кгс/мм кгс/мм д, В 4, В Клеймо Сплав 1 Предлагаемый 77,5 26,8 33,5 50,9 84,9 29,2 41,2 58,4 59,3 87 28 9 42 1 Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9375991, кл. С 22 С 19/00, 20.01.71.13, 5-15, 5 1,2-1,6 ХромАлюминий Составитель Е.ПерекатоваТехред Н. Савка Корректор Г.Назарова Редактор С.Суркова Заказ 4537/18 Тираж 681 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, И, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Жаропрочный сплав на основе никеля, содержащий хром, алюминий, титан, молибден, вольфрам, кобальт, ниобий бор и углерод, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения пластичности и вязкости после длительной эксплуатации, он содержит компоненты в следующем соотношении, вес.Ъ: ТитанМолибденВольфрамКобальтНиобийБорУглеродНикеЛь 109,1 93,2 91,8 92,3 37,1 35,8 23,1 29,2 34,8 40,1 32,4 37,2 1,2-1,64-54-64,5-71,4-20,001-0,010,01-0,07Остальное