сплав на основе никеля

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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.

Таблица
Компоненты	Содержание, мас.% в составах
	1	2	3
Углерод	0,1	0,15	0,2
Хром	18,0	17,0	16,0
Кобальт	6,0	7,0	8,0
Алюминий	16,0	15,0	14,0
Титан	0,5	0,7	1,0
Ниобий	4,0	3,5	3,0
Тантал	0,5	0,7	1,0
Вольфрам	3,0	2,5	2,0
Молибден	4,0	5,0	6,0
Бор	0,05	0,07	0,1
Цирконий	0,2	0,15	0,1
Медь	1,5	1,3	1,0
Азот	0,2	0,15	0,1
Марганец	4,0	5,0	6,0
Никель	остальное	остальное	остальное
Предел прочности сплава (при температуре 550°С), кг/мм2	110-115	110-115	110-115

В сплаве выделяются упрочняющие фазы (Ni ₃Al), а также интерметаллидные '-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: Cr ₅B₃ (Х-фаза), Cr₂ B, (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.