RU2794496C1 - Heat-resistant nickel-based casting alloy and a product made from it - Google Patents
Heat-resistant nickel-based casting alloy and a product made from it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2794496C1 RU2794496C1 RU2022119391A RU2022119391A RU2794496C1 RU 2794496 C1 RU2794496 C1 RU 2794496C1 RU 2022119391 A RU2022119391 A RU 2022119391A RU 2022119391 A RU2022119391 A RU 2022119391A RU 2794496 C1 RU2794496 C1 RU 2794496C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- nickel
- heat
- temperatures
- resistant
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 50
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 50
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 44
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005266 casting Methods 0.000 title abstract description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 11
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 10
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 10
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 9
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 17
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 17
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000988 reflection electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910000982 rare earth metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным жаропрочным сплавам на основе никеля, предназначенным для литья деталей горячего тракта газотурбинных двигателей и установок, например, соплового аппарата турбин, работающих в газовой среде при высоких напряжениях и температурах до 1000°С.SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy, namely, nickel-based cast heat-resistant alloys intended for casting parts of the hot path of gas turbine engines and installations, for example, turbine nozzles operating in a gaseous medium at high voltages and temperatures up to 1000°C.
Известен жаропрочный сплав на основе никеля следующего химического состава, масс. %:Known heat-resistant alloy based on Nickel of the following chemical composition, wt. %:
(US 10533240 В2, 14.01.2020).(US 10533240 B2, 01/14/2020).
Сплав отличается пониженной жаропрочностью, структурной стабильностью в процессе эксплуатации и стойкостью к газовой коррозии при температурах 900-1000°С.The alloy is characterized by reduced heat resistance, structural stability during operation and resistance to gas corrosion at temperatures of 900-1000°C.
Известен жаропрочный сплав на основе никеля следующего химического состава, масс. %Known heat-resistant alloy based on Nickel of the following chemical composition, wt. %
по крайне мере один элемент из:at least one element from:
иAnd
илиor
иAnd
(ЕР 3565914 А1, 13.11.2019).(EP 3565914 A1, 11/13/2019).
Известен жаропрочный сплав на основе никеля следующего химического состава, масс. %Known heat-resistant alloy based on Nickel of the following chemical composition, wt. %
(US 5399313 А, 21.03.1995).(US 5399313 A, March 21, 1995).
Известен жаропрочный сплав на основе никеля следующего химического состава, масс. %Known heat-resistant alloy based on Nickel of the following chemical composition, wt. %
(Li-Kui Ning, Zhi Zheng, Feng-Quan An, Song Tang, Jian Tong, Hui-Si Ji, Hui-Wen Yu. Thermal fatique behavior of K125L superalloy, DOI 10.1007/s12598-014-0254-y, 23.05.2014, page 2).(Li-Kui Ning, Zhi Zheng, Feng-Quan An, Song Tang, Jian Tong, Hui-Si Ji, Hui-Wen Yu. Thermal fatique behavior of K125L superalloy, DOI 10.1007/s12598-014-0254-y, 23.05. 2014, page 2).
Указанные сплавы имеют невысокие характеристики длительной прочности и пониженную стойкость к газовой коррозии при рабочих температурах.These alloys have low characteristics of long-term strength and reduced resistance to gas corrosion at operating temperatures.
Наиболее близким аналогом является жаропрочный сплав на основе никеля марки Rene 125, но с пониженным уровнем некоторых элементов (Zr, В, Р, S, Si и в меньшей степени Ti и Hf), предназначенный для изготовления некоторых сложных деталей, например лопаток авиационных газотурбинных двигателей, содержащий, масс. %:The closest analogue is a nickel-based heat-resistant alloy of the Rene 125 brand, but with a reduced level of some elements (Zr, B, P, S, Si and, to a lesser extent, Ti and Hf), intended for the manufacture of some complex parts, for example, blades of aircraft gas turbine engines , containing, wt. %:
при этом сплав может содержатьwhile the alloy may contain
(FR 2980485 В1, 04.07.2014).(FR 2980485 B1, 07/04/2014).
Сплав, взятый за прототип, имеет умеренные характеристики длительной прочности, стойкости к газовой коррозии, а также пониженную структурную стабильность в процессе эксплуатации при рабочих температурах 900-1000°С.The alloy, taken as a prototype, has moderate characteristics of long-term strength, resistance to gas corrosion, as well as reduced structural stability during operation at operating temperatures of 900-1000°C.
Таким образом, известные сплавы при рабочих температурах 900-1000°С не обладают оптимальным сочетанием служебных свойств (длительная прочность, стойкость к высокотемпературной газовой коррозии, структурная стабильность в процессе эксплуатации).Thus, the known alloys at operating temperatures of 900-1000°C do not have the optimal combination of service properties (long-term strength, resistance to high-temperature gas corrosion, structural stability during operation).
Задачей предложенного изобретения является разработка жаропрочного литейного сплава на основе никеля с повышенным сочетанием служебных свойств.The objective of the proposed invention is to develop a high-temperature nickel-based cast alloy with an increased combination of service properties.
Техническим результатом предложенного изобретения является повышение длительной прочности и структурной стабильности сплава на ресурс при температурах 900-1000°С с одновременным повышением стойкости к высокотемпературной газовой коррозии (жаростойкости).The technical result of the proposed invention is to increase the long-term strength and structural stability of the alloy for a resource at temperatures of 900-1000°C with a simultaneous increase in resistance to high-temperature gas corrosion (heat resistance).
Для достижения технического результата предложен жаропрочный литейный сплав на никелевой основе, содержащий кобальт, хром, вольфрам, алюминий, тантал, титан, молибден, гафний, углерод, цирконий, бор, при этом он дополнительно содержит ниобий, магний, лантан, иттрий, по меньшей мере один элемент из группы: гадолиний и диспрозий, при следующем соотношении компонентов, масс. %:To achieve a technical result, a nickel-based heat-resistant cast alloy containing cobalt, chromium, tungsten, aluminum, tantalum, titanium, molybdenum, hafnium, carbon, zirconium, boron is proposed, while it additionally contains niobium, magnesium, lanthanum, yttrium, at least at least one element from the group: gadolinium and dysprosium, with the following ratio of components, wt. %:
по меньшей мере один элемент из группы:at least one element from the group:
Сплав может дополнительно содержать до 0,05 масс. % эрбия.The alloy may further contain up to 0.05 wt. % erbium.
Также предложено изделие, выполненное из данного сплава.A product made of this alloy is also proposed.
По сравнению со сплавом - прототипом в предлагаемом сплаве содержатся строго регламентированные количества микролегирующих элементов ниобия, магния, лантана, иттрия и по меньшей мере одного элемента из группы: гадолиний и диспрозий.Compared with the prototype alloy, the proposed alloy contains strictly regulated amounts of microalloying elements of niobium, magnesium, lanthanum, yttrium and at least one element from the group: gadolinium and dysprosium.
Было установлено, что введение в сплав редкоземельных металлов (РЗМ) лантана, иттрия и по меньшей мере одного элемента из группы: гадолиний и диспрозий, в заданных количествах позволяет повысить сопротивление сплава к высокотемпературной газовой коррозии (жаростойкости). Указанные добавки создают защитный барьерный слой на поверхности металла за счет их окисления и тем самым тормозят диффузионные потоки ионов кислорода с поверхности вглубь металла. Кроме того, указанные РЗМ способствуют выделению ультрадисперсных наночастиц γ'-фазы размером до 100 нм из γ-твердого раствора. Наночастицы препятствуют перемещению дислокаций в процессе высокотемпературной ползучести, тем самым обеспечивая повышение жаропрочности.It was found that the introduction of lanthanum, yttrium and at least one element from the group: gadolinium and dysprosium into the alloy of rare earth metals (REM) in given amounts makes it possible to increase the resistance of the alloy to high-temperature gas corrosion (heat resistance). These additives create a protective barrier layer on the metal surface due to their oxidation and thereby inhibit the diffusion fluxes of oxygen ions from the surface deep into the metal. In addition, these REMs contribute to the separation of ultrafine nanoparticles of the γ'-phase up to 100 nm in size from the γ-solid solution. Nanoparticles prevent the movement of dislocations during high-temperature creep, thereby providing an increase in heat resistance.
Было установлено, что введение в расплав магния перед присадкой РЗМ позволяет повысить и стабилизировать степень усвоения этих элементов.It was found that the introduction of magnesium into the melt before the addition of rare-earth metals makes it possible to increase and stabilize the degree of assimilation of these elements.
Присутствие в сплаве строго ограниченного содержания ниобия позволяет повысить температуру полного растворения γ'-фазы, тем самым обеспечивая дополнительное повышение жаропрочности. При повышенном содержании ниобия в структуре сплава при эксплуатации выделяются топологически плотноупакованные (ТПУ) фазы, которые понижают длительную прочность.The presence of a strictly limited content of niobium in the alloy makes it possible to increase the temperature of complete dissolution of the γ'-phase, thereby providing an additional increase in heat resistance. With an increased content of niobium in the structure of the alloy during operation, topologically close-packed (TPU) phases are released, which reduce the long-term strength.
Сбалансированное сочетание легирующих элементов с одновременным введением в сплав РЗМ (лантана, иттрия и по меньшей мере одного элемента из группы: гадолиний и диспрозий) позволяет повысить структурную стабильность сплава на ресурс за счет замедления диффузионных процессов при высокотемпературной ползучести и исключения появления в процессе эксплуатации охрупчивающих ТПУ фаз.A balanced combination of alloying elements with the simultaneous introduction of REMs (lanthanum, yttrium and at least one element from the group: gadolinium and dysprosium) into the alloy makes it possible to increase the structural stability of the alloy for a resource by slowing down diffusion processes during high-temperature creep and eliminating the appearance of brittle TPU during operation phases.
Было установлено, что при введении в сплав до 0,05 масс. % эрбия обеспечивается дополнительное повышение длительной прочности за счет выделения из γ-твердого раствора ультрадисперсных наночастиц γ'-фазы размером до 50 нм, которые создают дополнительное препятствие при перемещении дислокаций в процессе высокотемпературной ползучести. Кроме того, при введении эрбия укрепляется защитный барьерный слой на поверхности металла и тем самым обеспечивается повышение стойкости сплава к газовой коррозии.It was found that when introduced into the alloy up to 0.05 wt. % of erbium provides an additional increase in long-term strength due to the release of ultrafine nanoparticles of the γ'-phase up to 50 nm in size from the γ-solid solution, which create an additional obstacle to the movement of dislocations in the process of high-temperature creep. In addition, the introduction of erbium strengthens the protective barrier layer on the metal surface, and thereby increases the resistance of the alloy to gas corrosion.
Предлагаемый сплав может быть использован для получения деталей с поликристаллической равноосной или направленной структурой.The proposed alloy can be used to obtain parts with a polycrystalline equiaxed or directional structure.
Пример осуществления.Implementation example.
В вакуумной индукционной печи VIM-12 были проведены восемь плавок предлагаемого сплава и одна плавка сплава, взятого за прототип. Масса каждой плавки составляла 13 кг. Все плавки были переплавлены в вакуумной плавильно-разливочной установке УППФ-У и отлиты в блоки с заготовками под образцы с поликристаллической равноосной структурой.Eight melts of the proposed alloy and one melt of the alloy taken as a prototype were carried out in a VIM-12 vacuum induction furnace. The mass of each heat was 13 kg. All melts were remelted in a UPPF-U vacuum melting and pouring unit and cast into blocks with blanks for samples with a polycrystalline equiaxed structure.
После проведения термической обработки из заготовок были изготовлены образцы для испытаний на длительную прочность при высоких температурах и испытаний на высокотемпературную газовую коррозию (жаростойкость).After heat treatment, samples were made from blanks for long-term strength tests at high temperatures and high-temperature gas corrosion tests (heat resistance).
Составы образцов сплавов приведены в таблице 1.The compositions of the alloy samples are shown in Table 1.
Испытания на длительную прочность проводили по ГОСТ 10145-81 при температуре 900°С и напряжениях 330, 240 на базе 100-1000 часов, а также при температуре 1000°С и напряжении 90 МПа на базе 500-2000 часов. От каждой плавки было испытано по два образца.Long-term strength tests were carried out according to GOST 10145-81 at a temperature of 900°C and stresses of 330, 240 on the basis of 100-1000 hours, as well as at a temperature of 1000°C and a stress of 90 MPa on the basis of 500-2000 hours. From each heat, two samples were tested.
Испытания на высокотемпературную газовую коррозию проводили по ГОСТ 6130-71 при температуре 1000°С. Один цикл испытаний включал:Tests for high-temperature gas corrosion were carried out according to GOST 6130-71 at a temperature of 1000°C. One test cycle included:
- загрузку образцов в горячую печь на воздухе;- loading samples into a hot oven in air;
- выдержку образцов в течение 20 часов в печи;- exposure of samples for 20 hours in an oven;
- извлечение образцов и взвешивание.- extraction of samples and weighing.
Общая продолжительность испытаний - 5 циклов (100 часов).The total duration of the tests is 5 cycles (100 hours).
Оценку стойкости образцов к высокотемпературной газовой коррозии (жаростойкости) проводили по удельному изменению (убыли) массы.The resistance of samples to high-temperature gas corrosion (heat resistance) was assessed by the specific change (loss) in mass.
Испытания проводили над 5-ю образцами, после чего высчитывали усредненное значение их жаростойкости (газовой коррозии).The tests were carried out on 5 samples, after which the average value of their heat resistance (gas corrosion) was calculated.
Результаты испытаний на длительную прочность и жаростойкость (высокотемпературная газовая коррозия) образцов сплава приведены в таблице 2.The results of tests for long-term strength and heat resistance (high-temperature gas corrosion) of alloy samples are shown in table 2.
Полученные результаты показывают, что время до разрушения предлагаемого сплава при испытаниях на длительную прочность при всех режимах превосходит время до разрушения сплава - прототипа, т.е. предлагаемый сплав обладает более высоким уровнем жаропрочности.The results obtained show that the time to destruction of the proposed alloy during tests for long-term strength in all modes exceeds the time to destruction of the prototype alloy, i.e. the proposed alloy has a higher level of heat resistance.
Значение изменения массы образцов за 100 ч испытаний на жаростойкость при температуре 1000°С у предлагаемого сплава (без эрбия): приблизительно на 70-90% ниже, чем у сплава-прототипа, т.е. стойкость к газовой коррозии предлагаемого сплава превосходит сплава-прототипа.The value of the change in the mass of samples for 100 hours of testing for heat resistance at a temperature of 1000°C for the proposed alloy (without erbium): approximately 70-90% lower than that of the prototype alloy, i.e. resistance to gas corrosion of the proposed alloy is superior to the prototype alloy.
Введение в сплав эрбия позволило дополнительно повысить долговечность сплава при Т=900°С и напряжении 330 МПа с 121-142 ч до 148-171 ч, при Т=900 и напряжении 240 МПа с 955-1030 ч до 1189-1255 ч, при Т=1000°С и напряжении 90 МПа с 1101-1352 ч до 1689-1854 ч. Кроме того, повышается стойкость сплава к газовой коррозии: скорость коррозии (жаростойкость) понижается с 0,0395-0,0442 до 0,0312-0,0333 г/м2⋅ч.The introduction of erbium into the alloy made it possible to further increase the durability of the alloy at T=900°C and a stress of 330 MPa from 121-142 h to 148-171 h, at T=900 and a stress of 240 MPa from 955-1030 h to 1189-1255 h, at Т=1000°С and voltage 90 MPa from 1101-1352 h to 1689-1854 h. In addition, the resistance of the alloy to gas corrosion increases: the corrosion rate (heat resistance) decreases from 0.0395-0.0442 to 0.0312-0 .0333 g/m 2 ⋅ h.
Металлографический анализ структуры разрушенных образцов после испытаний на длительную прочность при температурах 900 и 1000°С и напряжениях 240 и 90 МПа соответственно на базах 1000-2000 часов (табл. 2) не выявил образования охрупчивающих ТПУ-фаз (σ, μ и др.), что подтверждает высокую фазовую и структурную стабильность предлагаемого сплава.Metallographic analysis of the structure of the destroyed samples after tests for long-term strength at temperatures of 900 and 1000°C and stresses of 240 and 90 MPa, respectively, on bases of 1000-2000 hours (Table 2) did not reveal the formation of embrittling TPU phases (σ, μ, etc.) , which confirms the high phase and structural stability of the proposed alloy.
Таким образом, предлагаемый сплав существенно превосходит сплав-прототип по жаропрочности и стойкости к высокотемпературной газовой коррозии (жаростойкости), обладает фазовой стабильностью, что позволяет повысить ресурс работы и надежность авиационных газотурбинных двигателей, длительно работающих в газовой (атмосферной) среде при повышенных температурах и напряжениях.Thus, the proposed alloy significantly surpasses the prototype alloy in terms of heat resistance and resistance to high-temperature gas corrosion (heat resistance), has phase stability, which makes it possible to increase the service life and reliability of aircraft gas turbine engines that operate for a long time in a gas (atmospheric) medium at elevated temperatures and stresses. .
Claims (5)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2794496C1 true RU2794496C1 (en) | 2023-04-19 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5740668A (en) * | 1994-04-20 | 1998-04-21 | Hitachi, Ltd. | High efficiency gas turbine |
CA2396578A1 (en) * | 2000-11-16 | 2002-07-04 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Ni-base heat-resistant alloy and weld joint thereof |
FR2980485B1 (en) * | 2011-09-28 | 2014-07-04 | Snecma | NICKEL ALLOY |
RU2679503C2 (en) * | 2013-12-24 | 2019-02-11 | Либурди Инжиниринг Лимитед | Precipitation strengthened nickel based welding material for fusion welding of superalloys |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5740668A (en) * | 1994-04-20 | 1998-04-21 | Hitachi, Ltd. | High efficiency gas turbine |
CA2396578A1 (en) * | 2000-11-16 | 2002-07-04 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Ni-base heat-resistant alloy and weld joint thereof |
FR2980485B1 (en) * | 2011-09-28 | 2014-07-04 | Snecma | NICKEL ALLOY |
RU2679503C2 (en) * | 2013-12-24 | 2019-02-11 | Либурди Инжиниринг Лимитед | Precipitation strengthened nickel based welding material for fusion welding of superalloys |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5127749B2 (en) | Ni-base alloy for turbine rotor of steam turbine and turbine rotor of steam turbine using the same | |
JP4024303B2 (en) | Nickel-based superalloy | |
KR102403029B1 (en) | Precipitation hardenable cobalt-nickel based superalloys and articles made therefrom | |
KR20060050963A (en) | Ni-Cr-Cor Alloy for Improved Gas Turbine Engines | |
JP2011516735A (en) | Ultra-supercritical boiler header alloy and manufacturing method | |
US8858874B2 (en) | Ternary nickel eutectic alloy | |
JP2011162808A (en) | Ni BASED ALLOY FOR FORGING AND COMPONENT FOR STEAM TURBINE PLANT USING THE SAME | |
US8524149B2 (en) | Nickel base wrought alloy | |
JP3781402B2 (en) | Low thermal expansion Ni-base superalloy | |
CN106498237B (en) | A kind of Ni-Cr-Mo tungsten niobium aluminium titanium system high-temperature alloy material, preparation method and application | |
JP2004256840A (en) | Composite strengthened Ni-base superalloy and method for producing the same | |
JP5932622B2 (en) | Austenitic heat resistant steel and turbine parts | |
RU2794496C1 (en) | Heat-resistant nickel-based casting alloy and a product made from it | |
CA1202505A (en) | Nickel-chromium-cobalt base alloys and castings thereof | |
JP4387331B2 (en) | Ni-Fe base alloy and method for producing Ni-Fe base alloy material | |
JP5356572B2 (en) | Turbine rotor | |
JPH06287667A (en) | Heat resistant cast co-base alloy | |
JP3424314B2 (en) | Heat resistant steel | |
RU2740929C1 (en) | Nickel-based heat-resistant foundry alloy and article made therefrom | |
JP3345988B2 (en) | Steam turbine rotor | |
RU2721261C1 (en) | Heat-resistant deformable nickel-based alloy with low temperature coefficient of linear expansion and article made from it | |
RU2766197C1 (en) | Cast heat-resistant nickel-based alloy and an article made from it | |
RU2794497C1 (en) | Heat-resistant nickel-based alloy and a product made from it | |
JP6173956B2 (en) | Austenitic heat resistant steel and turbine parts | |
RU2777099C1 (en) | Heat-resistant welded nickel-based alloy and a product made of it |