Сплав на основі кобальта

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам, используемым для повышения износостойкости кромок бандажных полок лопаток газотурбинных двигателей (ГТД). Уровень техники характеризуется использованием в настоящее время в отечественном авиамоторостроении для упрочнения кромок бандажных полок лопаток ГТД сплава на основе никеля марки ВЖЛ-2 (ОСТ 1 90126 - 85. Сплавы жаропрочные литейные вакуумной выплавки). Интервал плавления сплава ВЖЛ-2 составляет 1220 - 1285°C. интенсивность изнашивания при нагрузке 4,7Мн/м2 составляет 1,35 при 500°C; 0,95 при 850°C и 4,5 при 1000°C. Этот сплав не удовлетворяет, возросшим требованиям, а именно, температура плавления должна быть не ниже 1300°C и износостойкость в два-три раза выше, чем у сплава ВЖЛ-2. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является сплав на основе кобальта (заявка Японии 59 - 129746. Кобальтовый сплав для клапана и седла клапана двигателя. Заявл. 18.01.83, №58 - 6099. Опубл. РЖМ, №6, 1985г., 6И543П, МКИ C22C19/07). Сплав содержит (в мас.%): 0,5 - 3,5 0,01 - 1,5 0,01 - 4,5 10 - 37 0,1 - 10 0,1 - 17 0,01 - 5,5 832 1 - 16 0,1 - 3 0,01 - 2 до 1,5 остальное Недостатком сплава-прототипа является низкая температура плавления, равная 1260 + 10°C из-за присутствия в сплаве компонентов железа, марганца, кремния, бора, понижающих температуру плавления основного компонента сплава - кобальта. Общим признаком заявляемого сплава и прототипа является наличие кобальта, молибдена, алюминия, вольфрама, хрома, титана, ниобия и углерода. Для повышения экономичности и ресурса работы газотурбинных двигателей требуется увеличение износостойкости трущихся частей лопаток - кромок бандажных полок -в условиях повышенной рабочей температуры двигателя. В основу изобретения поставлена задача создания нового сплава на основе кобальта, который удовлетворяет двум требованиям: 1. температура плавления не ниже 1300°C, 2. износостойкость выше износостойкости известного сплава - прототипа. Температура плавления не ниже 1300°C требуется по условиям технологии изготовления лопаток: пайка пластин из износостойкого сплава на кромки бандажных полок осуществляется высокотемпературным припоем при температуре 1260 - 1270°C. Поставленная задача решается тем, что в известном сплаве на основе кобальта, содержащем хром, ниобий, титан, углерод, молибден, вольфрам, алюминий, кобальт, согласно изобретению компоненты взяты в следующем соотношении (в мас.%): При этом из известного сплава исключаются железо, марганец, никель, кремний и бор как элементы, понижающие температуру плавления кобальта. Содержание ниобия и титана существенно повышается, что при содержании всего комплекса компонентов заявляемого сплава в указанных диапазонах концентраций и при соотношении обеспечивает высокую износостойкость и высокую температуру плавления - не ниже 1300°C - благодаря образованию в сплаве высокотемпературной кобальт-карбидной эвтектики. Для установления диапазона концентраций компонентов сплава было изготовлено 15 композиций (табл.1). Каждая композиция изготовлялась отдельно плавлением в электродуговой печи в атмосфере аргона на медном водоохлаждаемом поду. Температуру плавления сплавов определяли методом дифференциального термического анализа на установке ВДТА-8 с точностью 10°C. Состав и температура плавления композиций представлены в таблице 1, откуда следует, что снижение содержания компонентов сплава ниже указанного для каждого из них предела, так же как и повышение содержания компонентов выше указанного для каждого из них предела приводит к снижению температуры плавления сплава ниже 1300°C. Соблюдение соотношения компонентов в указанных пределах позволило повысить температуру плавления композиций 3, 6, 9, 10, 11, 12, 13 до значений не ниже 1300°C. Сопротивление износу сплавов, температура плавления которых превышает 1200°C, было испытано на стенде, имитирующем условия работы газотурбинного двигателя по температурному интервалу (от 20 до 1000°C), характеру взаимодействия трущихся поверхностей, газовой среде, нагрузке. Приведенные в табл.2 данные испытаний на износ сплавов, температура плавления которых не ниже 1300°C, подтверждаются актом испытаний, прилагаемым к настоящей заявке. Предложенный сплав может быть выплавлен как в лабораторных условиях, так и промышленным способом и используется в литом состоянии.