Жаропрочный сплав на основе никеля

(51)4 С 22 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вольфрам, молбор, церий,тем, что, сности и корртемпературахтельно содерконий при слпонентов, маХромКобальтВольФрамМолибденАлюминий ибден, алюминий, титан,тличающийся елью повышения ппастичзионной стойкости при 800-950 С, он дополнижит ниобий, кальций, цир дующем соотношении комТита Церий Ниобий Кальций Циркони Никель 54) (57) ЖАРОПРОЧНЫй С ИКЕЛЯ, содержащий хр ПЛАВ НА ОСНОВ кобальт, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ(56) Справочник по авиационным материалам. Отв. редактор А,Т.Туманов,изд.З-е, переработанное и дополненное, т. 111. - Коррозионностойкие ижаропрочные стали и сплавы. М.: Машиностроение, 1965, с. 525. 12,5-14,04,0-6,0 4,0-6,0 1,5-2,5 2,8-3,2 4,5-5,5 0,01-0, 05 О, 02-0, 05 0,05-1,0 ,005-0,01 ,005-0,01 ОстальноеИзобретение относится к металлургии сплавов, а именно к жаропрочным литейным сплавам на основе никеля.Широко известны в металлургии сплавы, содержащие в качестве основы никель, а также хром, кобальт, алюминий, титан, вольфрам, молибден, служащие для изготовления деталей газовых турбин авиационных двигателей, энергетических установок.Из описанных в литературе жаропрочных сплавов на основе никеля, используемых для изготовления деталей ГТУ, по составу ингредиентов наиболее близок к заявляемому сплаву сплав ЖС 6 К, который содержит укаэанные ингредиенты в следующих количествах, мас.йфХром 9,5-12,0Кобальт 4,0-5,0Вольфрам 4,5-5,5Молибден 3,5-4,8Титан .2,5-3,2,Алюминий 5,0-6,0Железо 2,0Бор 0,02Церий 0,015Примесиуглерод О, 13-0,20кремний 0,4марганец 0,4сера не более 0,015фосфор не более 0,015никель ОстальноеЭтот сплав имеет кристаллическую структуру и свойства, приведенныев табл. 1.Пластичность указанного сплава невысока. Кроме того, сплав имеет неудовлетворительную коррозионную стойкость, особенно при применении топлива, содержащего серу, натрий и другие вредные примеси.Целью изобретения является повышение пластичности и коррозионной стойкости при 800-950 С при сохранении высокой длительной прочности на уровне выбранного прототипа.Для достижения укаэанной цели в жаропрочный сплав на основе никеля, содержащий хром, кобальт, вольфрам, молибден, алкииний, титан, бор, церий, дополнительно вводят ниобий, цирконий, кальций, при следующем соотношении компонентов, мас.Х:Хром 12,5-14, 0 Кобальт 4,0-6,0 Вольфрам 4,0-6,0 Молибден 1,5-2,5Алюминий 2,8-3,2Титан 4,5-5,5Бор О, 01-0, 05 5 Церий 0,02-0,05Ниобий 0,05-1,0Кальций 0,005-0,01Цирконий 0,005-0,01Примесиуглерод 0,07-0,15кремний 0,4марганец 0,4сера не более 0,015фосфор не более 0,015 15никель ОстальноеПовышение содержания хрома, титана и церия, уменьшение содержаниямолибдена и алюминия, введение каль"ция увеличивают коррозионную стойгокость при 800-950 С.оВведение ниобия, циркония, уменьшение содержания алюминия, повьппениесодержания титана способствует увели чению пластичности при сохранениикратковременной и длительной прочности на уровне прототипа, причемдля достижения этих показателей отношение Т 1/А 1 должно быть в пределах1,5-2,0.Для получения сплава были подготовлены три смеси ингредиентов,содержащие каждая, мас.Х:хром 14,0; кобальт 6,0; вольфрам 5,2; молибден 2,5; титан 4,5;алюминий 3,2; ниобий 0,05 бор 0,03;церий 0,02; цирконий 0,005; кальций0,005; углерод 0,07; никель остальное (сплав 1);40 хром 13,2; кобальт 4,8; вольфрам6,0; молибден 1,9 титан 4,9; алюминий 2,8; ниобий 0,4; бор 0,05; церий 0,05; цирконий 0,08; кальций0,0081 углерод 0,1 1; никель осталь ное (сплав 2);хром 12,5; кобальт 4,0; вольфрам 4,0; молибден 1,5; титан 5,5;алюминий 2,8; ниобий 1,0; бор 0,02; .церий 0,03; цирконий 0,01; кальций 50 0,01; углерод О, 15; никель остальное (сплав 3).Содержание бора, циркония, церия,кальция соответствует расчетному количеству этих элементов.Каждая смесь сплавлялась отдельнов вакуумно-индукционных печах,Полученные сплавы имели характеристики коррозионной стойкости ипластичности, приведенные в табл,2.869362 прочности. Это позволит увеличитьдолговечность лопатки газотурбинногодвигателя а также повысить темпера 1чОтуру газа перед турбиной на 30-50 С,5 что эквивалентно повышению мощностиГТД на 5-77,Т а б л и ц а 1 Предел теку Относительноечести, О , удлинение,кг/мм3 Е Предел прочности, й,вкг/ Температураиспытаний,С 20 90-100 51-53 1,0 90-94 800 36,6 10 2,0 75-80 900 65,7.10 20-21 60 950 Таблица 2 1,971 О 05 0 72 10 0 0,0 76 10 0 0,010 анные по корроэионной стойкости приведены в результате сравнитеспытаний сплавов. а бли 2 92-9 8 88-93 8 900 Ф,1-1,2 10 75-80 58-62 0746-50 9 Основные свойства предлагаемого сплава представлены в табл. 3.Как видно из таблицы, корроэионная стойкость и пластичность превышают те же величины у известного сплава при сохранении длительной 83-85 83-85 51-52 3,0-4,0 2,5-3,5 3,0-4,0 3,5-4,5 Длительнапрочность,кг/мм 26=100 ч) Средняя скорость коррозии, Ч, г/м 2. с