СПЛАВ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТА Российский патент 2008 года по МПК C22C19/07 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам литейных сплавов на основе кобальта, которые могут быть использованы для изготовления лопаток турбореактивных двигателей.

Известен сплав на основе кобальта, содержащий, мас.%: хром ≤30,0; кремний 0-2,0; углерод ≤0,5; марганец 0-2,0; молибден ≤5,0; титан ≤4,0; медь ≤4,0; ниобий 0-1,5; кобальт - остальное [1].

Задачей изобретения является повышение прочности и твердости сплава.

Технический результат достигается тем, что сплав на основе кобальта, содержащий хром, кремний, углерод, марганец, молибден, титан, медь, ниобий, дополнительно содержит церий, магний и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%: хром 28,0-32,0; кремний 1,0-1,5; углерод 1,0-1,5; марганец 6,0-8,0; молибден 4,0-5,0; церий 0,1-0,2; магний 0,05-1,15; титан 0,3-0,5; медь 0,3-0,5; ниобий 0,5-1,0; церий 0,1-0,1; магний 0,05-0,15; азот 0,1-0,2; кобальт - остальное.

В таблице приведены составы сплава.

ТаблицаКомпонентыСостав, мас.%123Хром28,030,032,0Кремний1,51,21,0Углерод1,01,31,5Марганец8,07,06,0Молибден4,04,55,0Титан0,30,40,5Медь0,50,40,3

КомпонентыСостав, мас.%123Ниобий1,00,80,5Церий0,10,150,2Магний0,10,130,15Азот0,20,150,1КобальтостальноеостальноеостальноеПредел прочности, кгс/мм²100-110100-110100-110Твердость, HRC˜62˜60˜60

Сплав упрочняется в основном карбидными фазами, для чего в него вводится хром, ниобий, титан и молибден. Карбиды располагаются между осями дендритов. Марганец тормозит диффузионные процессы по границам зерен. Кремний способствует дисперсности карбидов. Твердый раствор сплава имеет гранецентрированную структуру, соответствующую γ-высокополиморфной модификации кобальта, устойчивой выше 500°С. Кроме γ-твердого раствора в сплаве, содержащем хром, присутствует твердый раствор, соответствующий ε-модификации кобальта с гексагональной структурой. Азот в химически связанном состоянии с титаном и ниобием, образует нитриды и становится легирующим элементом, улучшающим структуру сплава. При введении магния и церия оси дендритов и макрозерна размельчаются, сплав уплотняется. Медь улучшает состояние границ зерен.

Сплав подлежит закалке при температуре 1150-1200°С с охлаждением на воздухе и последующим старением при температуре 750-800°С в течение 16 часов.

Источники информации

1. GB 912828, С22С 19/00, 1962.

Сплав используется для изготовления лопаток турбореактивных двигателей. Сплав состава, мас.%: хром 28,0-32,0, кремний 1,0-1,5, углерод 1,0-1,5, марганец 6,0-8,0, молибден 4,0-5,0, титан 0,3-0,5, медь 0,3-0,5, ниобий 0,5-1,0, церий 0,1-0,2, магний 0,05-0,15, азот 0,1-0,2, кобальт - остальное. Повышается твердость и прочность сплава. 1 табл.

Сплав на основе кобальта, содержащий хром, кремний, углерод, марганец, молибден, титан, медь, ниобий, отличающийся тем, что дополнительно содержит церий, магний, азот при следующем соотношении компонентов, мас.%: хром 28,0-32,0, кремний 1,0-1,5, углерод 1,0-1,5, марганец 6,0-8,0, молибден 4,0-5,0, титан 0,3-0,5, медь 0,3-0,5, ниобий 0,5-1,0, церий 0,1-0,2, магний 0,05-0,15, азот 0,1-0,2, кобальт остальное.