Жароміцний сплав на основі нікелю

Жароміцний сплав на основі нікелю, який містить вуглець, хром, вольфрам, титан, алюміній, залізо, марганець, кремній, мідь, сірку, фосфор та нікель, який відрізняється тим, що він додатково містить цирконій у наступному співвідношенні компонентів, мас % не більш 0,10 Вуглець 23,5-26,5 Хром 13,0-16,0 Вольфрам 0,3-0,7 Титан 1,4-1,6 Цирконій не більш 0,5 АЛЮМІНІЙ не більш 4,0 Залізо не більш 0,5 Марганець не більш 0,8 Кремній не більш 0,07 Мідь не більш 0,013 Сірка не більш 0,013 Фосфор решта Нікель О Винахід відноситься до металургії сплавів, а саме до жароміцних ливарних сплавів на основі нікелю Із описаних в літературі відомих жароміцних сплавів на основі нікелю, які застосовуються для виготовлення соплових апаратів газотурбінних двигунів, за складом компонентів найбільш близьким до замовляємого сплаву є сплав ХН60ВТ (ВЖ98, ЭИ868 ТУ 14-1-1747-76) прийнятий за прототип Сплав має наступний склад, мас % Вуглець не більш 0, 10 Хром 23,5-26,5 Вольфрам 13,0-16,0 Титан 0,3 - 0,7 АЛЮМІНІЙ не більш 0,5 Залізо не більш 4,0 Марганець не більш 0,5 Кремній не більш 0,8 Мідь не більш 0,07 Сірка не більш 0,013 Фосфор не більш 0,013 Нікель решта Однак, як показали випробування, вказаний сплав має недостатню довготривалу МІЦНІСТЬ, вна слідок незначного виділення зміцнюючої фази Завданням даного винаходу є створення жароміцного сплаву для виготовлення литих деталей ГТД, який би мав підвищені жароміцні властивості при задовільній тріщиностійкості Поставлене завдання вирішується тим, що відомий жароміцний сплав на основі нікелю, який містить вуглець, хром, вольфрам, титан, алюміній, залізо, марганець, кремній, мідь, сірку, фосфор та нікель додатково має цирконій при наступному співвідношенні компонентів, мас % Вуглець не більш 0,10 Хром 27,5-30,5 Вольфрам 14,0 -16,5 Титан 0,4 - 0,7 Цирконій 1,4-1,6 АЛЮМІНІЙ не більш 0,5 Залізо не більш 4,0 Марганець не більш 0,5 Кремній не більш 0,8 Мідь не більш 0,07 Сірка не більш 0,013 Фосфор не більш 0,013 Нікель решта Для визначення оптимального ХІМІЧНОГО скла О ю (О со ду заявляемого сплаву було проведено ряд дослідних плавок ХІМІЧНИЙ склад дослідних сплавів і прототипу поданий у таблиці 1 За шихту було взято СВІЖІ компоненти Сплав виплавляли у вакуумній індукційній печі УППФ-ЗМ з основним тиглем МІСТКІСТЮ 15кг При температурі 39650 1560 - 1580°С метал розливали в попередньо нагріті до 950°С керамічні форми, одержані за витоплюваними моделями Отримані заготовки зразків піддавали термічній обробці за таким режимом нагрів до 1180°С, витримка 2 години, охолодження на повітрі Таблиця 1 Прототип С 0 08 Сг 26,3 1 2 0 07 0 09 26,0 25,7 13,74 13,3 3 4 0 07 0 08 25,7 26,1 Вміст елементів, мас % АІ Zr Fe Si 0,46 0,31 0 3,43 0 ,31 Пропонуємий сплав 0,7 0,42 1,41 3,27 0 ,26 0,45 0,47 1,59 3,31 0 ,26 Нижче нижньої межі 0,45 0,53 0,29 3,32 0 ,29 0,45 0,45 0,39 3,32 0 ,30 W 14,93 14,13 14,55 Mn 0,21 S 0 002 P 0 005 0,21 0,18 0 004 0 003 0 005 0 005 OCH 0,17 1 0,20 Ті 0 003 0 004 0 005 0 005 OCH Ni OCH OCH OCH Таблиця 2 Механичні властивості при Т = 20°С Сплав Довготривала МІЦНІСТЬ, час 2 ав, МПа 5, % KCU, Дж/см Прототип 569 41,6 1 2 541 586 26,0 28,8 3 4 606 609 48,0 42,8 19,5 Пропонуємий сплав 3,25 3,63 Нижче нижньої межі 12,25 13,13 Порівняльні випробування механічних та жароміцних властивостей дослідних плавок і прототипу проводили по ГОСТ 3497-84, ГОСТ 9454-78 і ГОСТ 10145-84 Результати випробувань наведені у таблиці 2 З таблиць 1 і 2 видно, що вибране співвідношення елементів у складі запропонованого жароміцного сплаву є оптимальним для досягнення поставленого завдання За нижню межу масової долі цирконію (1,4%) вибрали його концентрацію, яка забезпечує перевагу у властивостях запропонованого сплаву в порівнянні з прототипом 730 Т 190 58 1064 1073 90 177 Масова доля цирконію 1,4 - 1,6% забезпечує виділення з у-твердого розчину глобулярних вторинних карбідів, а також а-фази у вигляді часток голчатої морфологи, які відіграють роль зміцнювачей у-твердого розчину (матриці), підвищуючи довготривалу МІЦНІСТЬ сплаву при температурах експлуатації 700 - 800°С З приведених результатів (таблиця 2) виходить, що запропонований сплав у порівнянні з прототипом має в 20 разів вищу довготривалу МІЦНІСТЬ Вказані переваги пропонуємого сплаву дозволяють збільшити надійність та ДОВГОВІЧНІСТЬ деталей газотурбінних двигунів ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71