СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО Российский патент 2006 года по МПК C22C19/03 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе никеля, предназначенным для изготовления деталей и узлов, обладающих высоким уровнем износо- и коррозионной стойкости, антифрикционных свойств, и применяемым в авиационной промышленности.

Известен сплав на основе никеля следующего химического состава, мас.%:

Cu28,0-33,0Si0,1-1,0Ti0,40-0,80Al2,0-4,0Fe1,0-2,0Mn1,0-2,0С0,05-0,30Cr+Co+Mg+Re≤2,0Niостальное

(патент КНР №1405343)

Из известного сплава изготавливаются рабочие валы топливных насосов, инструменты и приборы для нефтяных скважин, хирургические инструменты.

Известен сплав на основе никеля следующего химического состава, мас.%:

Cu30-33,0Si0,2-0,5Al2,0-3,5Fe0,5-2,0Mn1,0-2,0Niостальное

(а.с. СССР №159037)

Известный сплав применяется для изготовления корабельных винтов, деталей электронной аппаратуры.

Недостатком известных сплавов являются низкие значения твердости и предела прочности. Сплавы неприменимы для изготовления деталей топливной аппаратуры авиационных двигателей из-за низкого ресурса и малой надежности.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе никеля следующего химического состава, мас.%:

Cu30,0-33,0Si3,9-4,3Ti0,05-0,25Mg0,03-0,2Fe1,5-2,8Mn0,5-1,5Nb0,05-0,25Niостальное

и изделие, выполненное из него (Патент РФ №2191843)

Недостатком этого сплава и изделий являются недостаточно высокие механические свойства.

Технической задачей изобретения является разработка сплава на основе никеля и изделия, выполненного из него, обладающих высокими механическими свойствами.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен сплав на основе никеля, содержащий медь, кремний, титан, магний, который дополнительно содержит алюминий, лантан и скандий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Cu30-33,0Si2,5-3,2Al2,5-3,2Ti0,5-1,0Mg0,05-0,3La0,07-0,25Sc0,01-0,03Niостальное

и изделие, выполненное из него.

Предлагаемый сплав может применяться для изготовления деформированных полуфабрикатов, используемых в узлах трения, в топливной аппаратуре, например для изготовления золотниковых пар топливной аппаратуры ГТД.

Авторами установлено, что введение в сплав на основе никеля алюминия, лантана и скандия в заявленном соотношении и содержании других компонентов позволит повысить механические свойства сплава и изделия, выполненного из него.

Примеры осуществления

Сплав выплавляется в вакуумных индукционных печах с использованием как чистых шихтовых материалов, так и отходов собственного производства на стандартном оборудовании по принятой технологии.

После расплавления меди, никеля и кремния в расплав присаживают титан, алюминий, скандий, после чего вводят лантан и магний.

Разлив металла производится, в основном, в металлические формы (медные, чугунные изложницы) при температуре 1350-1390°С.

Затем слитки сплава подвергаются деформации на прессе при температуре 950-1100°С на прутки, поковки, шайбы.

Полученные литые заготовки были продеформированы с ⊘45-60 на прутки ⊘15-36 мм. Прутки подвергали термообработке, состоящей из закалки и старения.

Составы и свойства предлагаемого сплава и сплава-прототипа приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1№ п/пCuSiAlTiMgLaScFeMnNbNiПредлагаемый133,03,22,81,00,30,250,03---основа231,62,93,20,60,150,120,02----330,02,52,50,50,050,070,01----4 прототип32,14,0-0,10,1--2,01,00,1-Таблица 2№ п/пσ_в, МПаδ,%НВПредлагаемый1138020375213652236531350243604 прототип130016,0330

Из таблицы 2 видно, что получен прирост механических свойств предлагаемого сплава по сравнению со сплавом-прототипом: по пределу прочности 6-7%, относительному удлинению 25-50%, по твердости - 10-15%.

Использование предлагаемого сплава позволит повысить ресурс и надежность изделий авиационной техники.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе никеля, предназначенным для изготовления деталей и узлов, обладающих высоким уровнем износо- и коррозионной стойкости, антифрикционных свойств, применяемых в авиационной промышленности. Предложен сплав на основе никеля и изделие, выполненное из него. Сплав содержит медь, кремний, титан, магний, алюминий, лантан и скандий, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Cu 30,0-33,0; Si 2,5-3,2; Ti 0,5-1,0; Mg 0,05-0,3; Al 2,5-3,2; La 0,07-0,25; Sc 0,01-0,03; Ni остальное. Технический результат - повышение механических свойств. Использование предлагаемого сплава повысит ресурс и надежность изделий авиационной техники. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

1. Сплав на основе никеля, содержащий медь, кремний, титан, магний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюминий, лантан и скандий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Cu30,0-33,0Si2,5-3,2Ti0,5-1,0Mg0,05-0,3Al2,5-3,2La0,07-0,25Sc0,01-0,03NiОстальное