СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ Российский патент 2008 года по МПК C22C19/05 C22C30/00 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе никеля, которые могут быть использованы в котлотурбостроении.

Известен сплав на основе никеля, содержащий, мас.%: углерод ≤0,1; хром 10,0-30,0; кобальт 0-10,0; алюминий 2,1-4,5; титан 0-3,0; ниобий 0-1,0; тантал 0-2,0; вольфрам 2,5-9,0; молибден 2,5-15,0; бор 0-0,03; цирконий 0-0,2; медь 0-5,0; азот ≤0,04; марганец ≤2,0; никель - остальное [1].

Задачей изобретения является повышение жаропрочности сплава.

Технический результат достигается тем, что в составе сплава на основе никеля, содержащем углерод, хром, кобальт, алюминий, титан, ниобий, тантал, вольфрам, молибден, бор, цирконий, медь, азот, марганец, компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,1-0,2; хром 16,0-18,0; кобальт 6,0-8,0; алюминий 14,0-16,0; титан 0,5-1,0; ниобий 0,3-0,4; тантал 0,5-1,0; вольфрам 2,0-3,0; молибден 4,0-6,0; бор 0,05-0,1; цирконий 0,1-0,2; медь 1,0-1,5; азот 0,1-0,2; марганец 4,0-6,0; никель - остальное.

В таблице приведены составы сплава.

ТаблицаКомпонентыСодержание, мас.% в составах123Углерод0,10,150,2Хром18,017,016,0Кобальт6,07,08,0Алюминий16,015,014,0Титан0,50,71,0Ниобий4,03,53,0Тантал0,50,71,0Вольфрам3,02,52,0Молибден4,05,06,0Бор0,050,070,1Цирконий0,20,150,1Медь1,51,31,0Азот0,20,150,1Марганец4,05,06,0НикельостальноеостальноеостальноеПредел прочности сплава (при температуре 550°С), кг/мм²110-115110-115110-115

В сплаве выделяются упрочняющие фазы (Ni₃Al), а также интерметаллидные γ'-фазы. Совместное введение титана и алюминия способствует увеличению сопротивления сплава пластической деформации. Молибден и вольфрам не входят в состав упрочняющих фаз. Присутствуя в твердом растворе, эти элементы оказывают благоприятное влияние путем торможения процессов разупрочнения. Молибден повышает энергию активации самодиффузии хрома в сплаве. Вольфрам распределяется по осям дендритов, тогда как молибден имеет тенденцию к распределению по границам зерен. Медь, марганец и кобальт замедляют развитие диффузионных процессов в твердом растворе. Тантал упрочняет твердый раствор. Бор образует боридные фазы различного состава: Cr₅B₃ (Х-фаза), Cr₂B, (Mo, Cr, W, Ni)₄B₃, (Mo, Cr, W, Ni)₅B₄ (Y-фазы). Присадка углерода способствует измельчению зерна. В химически связанном состоянии с алюминием, титаном и ниобием азот, образуя нитриды, становится легирующим элементом, улучшающим структуру и механические свойства стали.

Сплав подвергают термообработке: закалка с 1220+10°С, выдержка 4-6 часов, охлаждение на воздухе, старение при 950+10°С, выдержка 8 часов, охлаждение на воздухе.

Источники информации

1. JP 2002-235136, С22С 19/05, 2002.

Сплав используется в котлотурбостроении. Сплав содержит, мас.%: углерод 0,1-0,2, хром 16,0-18,0, кобальт 6,0-8,0, алюминий 14,0-16,0, титан 0,5-1,0, ниобий 3,0-4,0 тантал 0,5-1,0, вольфрам 2,0-3,0, молибден 4,0-6,0, бор 0,05-0,1, цирконий 0,1-0,2, медь 1,0-1,5, азот 0,1-0,2, марганец 4,0-6,0, никель - остальное. Повышается жаропрочность сплава. 1 табл.

Сплав на основе никеля, содержащий углерод, хром, кобальт, алюминий, титан, ниобий, тантал, вольфрам, молибден, бор, цирконий, медь, азот, марганец, отличающийся тем, что компоненты находятся при следующем соотношении мас.%: углерод 0,1-0,2; хром 16,0-18,0; кобальт 6,0-8,0; алюминий 14,0-16,0; титан 0,5-1,0; ниобий 3,0-4,0; тантал 0,5-1,0; вольфрам 2,0-3,0; молибден 4,0-6,0; бор 0,05-0,1; цирконий 0,1-0,2; медь 1,0-1,5; азот 0,1-0,2; марганец 4,0-6,0; никель - остальное.