Спосіб одержання жаростійкого сплаву на основі ніхрому

Реферат: Винахід належить до галузі порошкової металургії, зокрема до способу одержання жаростійких сплавів на основі ніхрому. Спосіб включає підготовку вихідної шихти шляхом змішування порошків нікелю, хрому і алюмінію, її пресування і спікання, при цьому перед змішуванням вихідної шихти проводять осадження гідроксиду ітрію на порошок нікелю, який перемішують і просушують з подальшим введенням його у склад вихідної шихти. Винахід забезпечує рівномірний розподіл оксиду ітрію в вихідній шихті, підвищує його низькотемпературну пластичність та жаростійкість, розширює технологічні можливості прийому осадження оксиду ітрію в складі шихті з виключенням контракту персоналу з токсичними сполуками ітрію. UA 108096 C2 (12) UA 108096 C2 UA 108096 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі порошкової металургії жаростійких сплавів, зокрема – до способу одержання жаростійких сплавів на основі ніхрому. Відомий спосіб одержання жаростійкого сплаву на основі ніхрому, в якому при одержанні вихідної шихти змішували порошки нікелю, хрому, алюмінію і 0,1-10 мас. % оксиду ітрію [Grisik J. J., Coated Ni-Cr base dispersion-modified alloy article, US Patent 4,029,477, June 14, 1977]. Недоліком цього способу є змішування основних порошків жаростійкого сплаву: нікелю, хрому, алюмінію і доданого окремо у вигляді відносно крупнозернистого порошку оксиду ітрію, що не дає змоги приготувати гомогенну суміш, а також токсичність оксиду ітрію. Також відомий спосіб одержання жаростійкого сплаву на основі ніхрому, що включає змішування порошків нікелю, хрому, алюмінію, інших компонентів, а також 0,05-5,0 мас. % оксиду ітрію, засипку шихти в капсули, заварювання капсул і гарячу екструзію [Сурикова М.А.; Манегин Ю.В., Порошковый высокотемпературный износостойкий сплав на основе никеля, Патент РФ 2038401, 27.06.1995]. Недоліки способу такі самі, що і у попереднього. За найближчий аналог взято відомий спосіб одержання жаростійкого сплаву на основі ніхрому, що включає змішування порошків нікелю, хрому, алюмінію і 2,0-2,8 об. % оксиду ітрію, пресування та спікання [Поварова К. Б., Дроздов А. А., Скачков О. А., Пожаров С. В., Морозов А. Е., Жаропрочный композиционный порошковый сплав на основе интерметаллида NiAl и способ его получения, Патент РФ 2371496, 27.10.2009]. Недоліки цього способу такі самі, що і у попередніх способах. Задачею винаходу "Спосіб одержання жаростійкого сплаву на основі ніхрому" є підвищення пластичності і жаростійкості сплаву, а також розширення технологічних можливостей методу одержання сплаву. Підвищення пластичності та жаростійкості сплаву досягнуто за рахунок того, що при одержанні жаростійкого сплаву на основі ніхрому, що включає підготовку вихідної шихти шляхом змішування порошків нікелю, хрому і алюмінію, пресування і спікання, перед змішуванням вихідної шихти проводять осадження гідроксиду ітрію на порошок нікелю, який перемішують і просушують з подальшим введенням його у склад вихідної шихти. Суть винаходу полягає в тому, що при осадженні на порошкових частинках нікелю рівномірно розподіляються молекули гідроксиду ітрію Y(OH)3, які в процесах подальшої термічної обробки стають нанодисперсними зародками утворення дисперснозміцнюючої фази сплаву - оксиду ітрію Y2O3, гомогенно розподіленої по всьому масиву утвореного сплаву. Це призводить до покращання низькотемпературної пластичності і жаростійкості та розширює технологічні можливості методу одержання сплаву. Приклади приготування сплавів. Приклад 1. Сплав 1 готували в такій послідовності. Гідроксид ітрію Y(OH)3 (1 мас. % від ваги сплаву) заливали водою. Потім цю суспензію змішували з порошком карбонільного нікелю (1-20 мкм), 30 хвилин перемішували, виливали суспензію на піддон і сушили протягом 2 годин. Потім протягом 6 годин у ексцентричному змішувачі змішували порошки нікелю з осадженим на ньому гідроксидом ітрію, порошок хрому відновленого (дисперсністю менше 50 мкм), порошок алюмінію (дисперсністю до 70 мкм), пресували заготовки на гідравлічному пресі за тиску до 7 2 т/см , спікали в інертному середовищі протягом 1 години за температури 1250 °C. Потім робили додаткове пресування до щільності 90 % від суцільного, після чого 2 години спікали в інертному середовищі за температури 1300 °C. Одержаний сплав, мас. %: Ni-16 Сr – 5 Аl – 1 Y2О3 піддавали прокатуванню послідовно при кімнатній температурі і температурах 770-850 °C до товщини 0,3 мм. Приклад 2. Сплав 2 готували у такій же послідовності. При цьому використовували водну суспензію Y(OH)3 (3 мас. % від ваги сплаву) і одержали сплав, мас. %: Ni-16 Сr-5 Аl-3 Y2О3, який також піддавали прокатуванню послідовно при кімнатній температурі і температурах 770-850 °C до товщини 0,3 мм. Приклад 3. Сплав-3 готували за тією ж технологією, за виключенням того, що використовували чистий порошок карбонільного нікелю і додатково вводили до суміші порошок оксиду ітрію дисперсністю 0,2-0,5 мкм. На зразках трьох одержаних сплавів визначали низькотемпературну пластичність 2 (видовження до розриву, δ %) та жаростійкість (Δ, г/см /цикл - втрата маси за 20 циклів по 20 хвилин при 1100 °C). Результати визначених характеристик сплавів, приготування яких описано у прикладах 1-3, наведено у таблиці. 1 UA 108096 C2 Таблиця Сплав/властивість Пластичність δ, % 2 Жаростійкість Δ, г/см /цикл 5 10 15 20 1 37 +00007 2 29 +00006 3 19 -0,00016 За результатами випробувань, наведених у Таблиці, зроблено висновок, що сплави 1 і 2 мають кращі експлуатаційні характеристики (низькотемпературну пластичність та жаростійкість), ніж сплав 3. Введення оксиду ітрію шляхом утворення його в результаті термічної обробки попередньо осадженого на порошок нікелю нетоксичного гідроксиду призвело в кінцевому підсумку до рівномірного розподілу оксиду ітрію у масиві сплаву, що підвищило його низькотемпературну пластичність та жаростійкість. Операція впровадження у жаростійкий сплав оксиду ітрію через осадження гідроксиду ітрію на порошок нікелю розширила технологічні можливості методу одержання сплаву. Спосіб може бути використано для одержання жаростійких сплавів методами порошкової металургії з метою використання їх як хіміко-термічних та механотермічних захисних покриттів космічних апаратів багаторазового використання. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб одержання жаростійкого сплаву на основі ніхрому, що включає підготовку вихідної шихти шляхом змішування порошків нікелю, хрому і алюмінію, її пресування і спікання, який відрізняється тим, що перед змішуванням вихідної шихти проводять осадження гідроксиду ітрію на порошок нікелю, який перемішують і просушують з подальшим введенням його у склад вихідної шихти. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2