Жаростойкий кермет Советский патент 1981 года по МПК C04B35/71 C22C29/00 

(54) ЖАРОСТОЙКИЙ КЕРМЕТ

1

Изобретение относится к жаростойким материалам, наиболее пригодным для работы при высокой температуре в агрессивной среде.

Известны окисные керметы, состояние из окисной и металлической фаз. Керметы на основе хрома и тугоплавких окислов наиболее пригодны для применения при высокой температуре в агрессивной среде.

Однако хром плохо образует керметы с тугоплавкими окислами, процесс керметообразования идет слабо, связь образуется лишь при применении специальных приемов и тем не менее механические свойства таких керметов остаются невысокими.

Известны керметы спонтанного синтеза или хромитные керметы. Они представляют собой систему из металлической фазы - хрома и неметаллической - хромита редкоземельного элемента. В этих керметах образуется интенсивная связь между фазами и притом образование этой связи идет самопроизвольно, т.е. спонтанно. Один из таких керметов представляет собой композицию хромита лантана с хромом. Он характеризуется высокими показателями прочности р..

. 2

Однако большая плотность (77,5 г/см) приводит к осложнениям, связанным с использованием их в к честве лопаточных материалов. Кроме того, наличие большого процентного содержания LaCrOjсущественно повышает его стоимость.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и д стигае0мому эффекту сплав на основе Сг с добавлением Мд О и Ti при следующем соотнетиении компонентов, вес.%:

МдО6

Ti0,5

5

С гОстальное

Известный материал обладает следующими механическими характеристиками. Т°е

300 650 980 1370

20

6QKГC/ J№л 34 26,5 24,5 :i2,5 3,3

При испытании на жаростойкость привес составил 3 мг/см при 1300 С в течение 5ч 2

К недостаткам материала относится то, что между хромом и окисной фазой не образуется прочной физической связи. Этим объясняется недостаточная механическая прочность при высоких температурах и постепенное окисление при длительных вьадержка;4 при высоких температурах в воздушной среде. Цель изобретения - увеличение жар прочности и жаростойкости кермета. Для достижения указанной цели жаростойкий кермет, содержащий хром .и окись магния, дополнительно содерркит хромит лантана при следующем Ьоотношении компонентов, вес.%: Окись натрия10-50 Хромит лантана1-10 ХромОстальное Введение хромита лантана LaCrOj приводит к тому, что распределяющийся при температурах синтеза по поверхности дисперсной окисной фазы хромит является интенсивным керметообразователем по отношению к хрому. В результате его введения механические характеристики радикально улучшаются и жаростойкость кермета увеличивается. Состав кермета и процентное содер жание, его компонентов является оптимальным и выявлено в результате экспериментальных исследований. в случае, если содержание МдО 10 вес.%, то высокотемпературные меха нические характеристики кермета падают, в случае, если содержание МдО 50 вес.%, то это может привест.и, к ре кому увеличению хрупкости, ухудшению удельной вязкости кермета. Если содержание С г 40 вес.%, эт может привести к преобладанию окисной .фазы, что ведет к увеличению хру кости. Если содержание Сг 89 вес.% то t acTeT ползучесть и ухудшаются . механические характеристики кермета. Введение LaCrO в количестве мене 1 вес.% не создает практически желае мого эффекта. Введение LaCrOaB коли честве более 10 вес.% приводит к уве личению удельного веса кермета, в то время как жаропрочность и жаростойкость стабилизируются. Для опробывания предлагаемого кермета приготовлены 3 смеси ингредиентов следующих составов, вес.%, представленные в табл. 1. Таблица 1 материалы получают по метяллокерамической технологии с термообра- 55 боткой при 1450 С в среде чистого аргона. Образцы испытывают на жаростойкость при . Привес предлагаемого кермета составляет 1 мг/см и после 5 ч наступает период стабилизации. Привес известного сплава составляет 3 мг/см и после 5 ч тоже наступает период стабилизации. Из сопоставления данных видно, что жаростойкость предлагаемого кермета в 3 раза выше, чем у известного сплава. Из механических характеристик определяют G и Q . Данные механических испытаний сведены в табл. 2. Таблица2 Из приведенной таблицы видно, что жаропрочность предлагаемого кермета на 20% превышает жаропрочность известного сплава. Кроме того, предлагаемый кермет превосходит известный своей пластичностью при комнатных температурах. Предлагаемый кермет может примеIняться при работе в воздушной среде, а также в среде продуктов сгорания при 1400-1бООС. Он может быть рекомендован для изготовления лопаток газодинамических устройств, в качестве электродных и конструкционных элементов МГДГ, в металлургической промышленности, в порошковой металлургии при изготовлении сопел для распыления стали. Формула изобретения Жаростойкий кермет, содержащий хром и окись магния, отличаюЩ и и с я тем, что, с целью увеличе5ВИЙ жаропрочности и жаростойкости/ oil дополнительно содержит хромит лантана при следующем соотношении компонентов, вес.% s Окись магния 10-56 Хромит лантана . 1-10 Хром Остальное 833873 6 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Англии № 1441199, кл. С 7 А. 2: Портной К.И. и1Бабич Б.Н. дао- персноупрочненные материалы.. М. , Г Металлургия, 1974, с. 179-180 (прототип).