Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к порошковой металлургии жаропрочных сплавов на основе никеля, предназначенных для тяжелонагруженных деталей, работающих при повышенных температурах в газотурбинных двигателях.
Известен жаропрочный сплав на основе никеля, состава (мас.%):
(патент РФ 2009244, С22С 19/05, 1994 год).
Недостатком этого сплава являются неудовлетворительные характеристики надежности, такие как низкое сопротивление малоцикловой усталости (МЦУ) и высокая скорость распространения усталостной трещины (СРТУ), что существенно снижает ресурс работы изделия.
Известен жаропрочный никелевый сплав, предназначенный для деталей газовых турбин, состава (мас.%):
(Патент РФ 2131943, С22С 19/05, 1999 год) - прототип.
Недостатком этого сплава являются низкие характеристики ползучести (σ0,2/100) и пластические характеристики (δ, Ψ, KCU), а также высокая скорость распространения усталостной трещины (СРТУ) при рабочих температурах.
Предлагается сплав на основе никеля, содержащий компоненты в следующем соотношении (мас.%):
Предлагаемый сплав отличается от прототипа тем, что он дополнительно содержит кобальт, марганец, кремний и железо при следующем соотношении компонентов (мас.%):
Технический результат - повышение характеристик ползучести, пластических характеристик и снижение скорости распространения усталостной трещины при рабочих температурах и, как следствие, повышение ресурса работы изделия из предлагаемого сплава.
Это достигается тем, что предлагаемый состав порошкового сплава обеспечивает создание устойчивой дислокационной структуры и ее сохранение при повышенных рабочих температурах, а также позволяет за счет увеличения поверхностного натяжения исключить образование внутренних пор в гранулах (в порошке) и, следовательно, прессовать из них плотные беспористые заготовки с высоким сопротивлением распространению усталостных трещин (с низкой СРТУ).
Пример
Методом порошковой металлургии был изготовлен и опробован сплав предлагаемого состава (мас.%):
Также был получен сплав по составу - прототипу.
Механические свойства при температуре 650°С предлагаемого сплава и сплава-прототипа определены по стандартным методикам испытания и представлены в таблице.
Из таблицы видно, что сплав предлагаемого состава при рабочей температуре 650°С превосходит прототип по характеристикам пластичности и ударной вязкости почти в 2 раза, а по пределу ползучести на 140 МПа. При этом скорость распространения усталостной трещины предлагаемого сплава почти на порядок меньше, чем СРТУ прототипа.
Таким образом, применение предлагаемого сплава для изготовления валов, дисков и др. деталей газотурбинных двигателей позволит повысить их ресурс не менее чем в 2 раза.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ЖАРОПРОЧНЫЙ ПОРОШКОВЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ | 2007 |
|
RU2348726C1 |
НИКЕЛЕВЫЙ ГРАНУЛЬНЫЙ ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ДЛЯ ДИСКОВ ГАЗОВЫХ ТУРБИН | 2021 |
|
RU2765297C1 |
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ | 2004 |
|
RU2257420C1 |
ЖАРОПРОЧНЫЙ ПОРОШКОВЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ | 2009 |
|
RU2410457C1 |
ЖАРОПРОЧНЫЙ ПОРОШКОВЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ | 2005 |
|
RU2294393C1 |
ЖАРОПРОЧНЫЙ ПОРОШКОВЫЙ НИКЕЛЕВЫЙ СПЛАВ | 2008 |
|
RU2371495C1 |
ПОРОШКОВЫЙ ЖАРОПРОЧНЫЙ НИКЕЛЕВЫЙ СПЛАВ | 2008 |
|
RU2368683C1 |
ЖАРОПРОЧНЫЙ НИКЕЛЕВЫЙ СПЛАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ МЕТОДОМ МЕТАЛЛУРГИИ ГРАНУЛ | 2010 |
|
RU2428497C1 |
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ ЭТОГО СПЛАВА | 2005 |
|
RU2285059C1 |
ЖАРОПРОЧНЫЙ НИКЕЛЕВЫЙ СПЛАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ МЕТОДОМ МЕТАЛЛУРГИИ ГРАНУЛ | 2015 |
|
RU2590792C1 |
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к составам порошковых жаропрочных сплавов на основе никеля. Может применяться для тяжелонагруженных деталей, работающих при повышенных температурах в газотурбинных двигателях. Сплав содержит, мас.%: углерод 0,02-0,08; хром 8,0-10,0; кобальт 1,0-6,0; вольфрам 5,2-6,0; молибден 3,4-4,2; титан 2,3-2,9; алюминий 4,6-5,3; ниобий 1,0-1,9; гафний 0,05-0,4; бор 0,005-0,05; цирконий 0,001-0,05; магний 0,001-0,05; марганец 0,001-0,5; кремний 0,001-0,5; железо 0,001-0,5; никель - остальное. Полученный сплав имеет высокие характеристики ползучести, пластичности и низкую скорость распространения усталостной трещины, что повышает ресурс работы изделий из него. 1 табл.
Порошковый жаропрочный сплав на основе никеля, содержащий углерод, хром, вольфрам, молибден, титан, алюминий, ниобий, гафний, бор, цирконий и магний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кобальт, марганец, кремний и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Порошковый сплав на основе никеля | 1989 |
|
SU1713962A1 |
ПОРОШКОВЫЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ИЗНОСОСТОЙКИЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ | 1993 |
|
RU2038401C1 |
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ | 2004 |
|
RU2257420C1 |
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
Опорное устройство для подающего механизма бурильного станка установки для бурения | 1984 |
|
SU1384212A3 |
US 4140528 A, 20.02.1979 | |||
ЭТАЖЕРОЧНЫЙ ПРЕСС ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ФАНЕРЫ И Т. П. МАТЕРИАЛОВ | 0 |
|
SU237378A1 |
Авторы
Даты
2007-05-27—Публикация
2006-03-02—Подача