Сплав на основе никеля и изделие, выполненное из него

Сплав на основе никеля и изделие, выполненное из него

Реферат

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе никеля, предназначенным для изготовления деталей и узлов, обладающих высоким уровнем износо- и коррозионной стойкости, антифрикционных свойств, и применяемым в авиационной промышленности.

Известен сплав на основе никеля следующего химического состава, мас.%:

Cu	28,0-33,0
Si	0,1-1,0
Ti	0,40-0,80
Al	2,0-4,0
Fe	1,0-2,0
Mn	1,0-2,0
С	0,05-0,30
Cr+Co+Mg+Re	≤2,0
Ni	остальное

(патент КНР №1405343)

Из известного сплава изготавливаются рабочие валы топливных насосов, инструменты и приборы для нефтяных скважин, хирургические инструменты.

Известен сплав на основе никеля следующего химического состава, мас.%:

Cu	30-33,0
Si	0,2-0,5
Al	2,0-3,5
Fe	0,5-2,0
Mn	1,0-2,0
Ni	остальное

(а.с. СССР №159037)

Известный сплав применяется для изготовления корабельных винтов, деталей электронной аппаратуры.

Недостатком известных сплавов являются низкие значения твердости и предела прочности. Сплавы неприменимы для изготовления деталей топливной аппаратуры авиационных двигателей из-за низкого ресурса и малой надежности.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе никеля следующего химического состава, мас.%:

Cu	30,0-33,0
Si	3,9-4,3
Ti	0,05-0,25
Mg	0,03-0,2
Fe	1,5-2,8
Mn	0,5-1,5
Nb	0,05-0,25
Ni	остальное

и изделие, выполненное из него (Патент РФ №2191843)

Недостатком этого сплава и изделий являются недостаточно высокие механические свойства.

Технической задачей изобретения является разработка сплава на основе никеля и изделия, выполненного из него, обладающих высокими механическими свойствами.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен сплав на основе никеля, содержащий медь, кремний, титан, магний, который дополнительно содержит алюминий, лантан и скандий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Cu	30-33,0
Si	2,5-3,2
Al	2,5-3,2
Ti	0,5-1,0
Mg	0,05-0,3
La	0,07-0,25
Sc	0,01-0,03
Ni	остальное

и изделие, выполненное из него.

Предлагаемый сплав может применяться для изготовления деформированных полуфабрикатов, используемых в узлах трения, в топливной аппаратуре, например для изготовления золотниковых пар топливной аппаратуры ГТД.

Авторами установлено, что введение в сплав на основе никеля алюминия, лантана и скандия в заявленном соотношении и содержании других компонентов позволит повысить механические свойства сплава и изделия, выполненного из него.

Примеры осуществления

Сплав выплавляется в вакуумных индукционных печах с использованием как чистых шихтовых материалов, так и отходов собственного производства на стандартном оборудовании по принятой технологии.

После расплавления меди, никеля и кремния в расплав присаживают титан, алюминий, скандий, после чего вводят лантан и магний.

Разлив металла производится, в основном, в металлические формы (медные, чугунные изложницы) при температуре 1350-1390°С.

Затем слитки сплава подвергаются деформации на прессе при температуре 950-1100°С на прутки, поковки, шайбы.

Полученные литые заготовки были продеформированы с ⊘45-60 на прутки ⊘15-36 мм. Прутки подвергали термообработке, состоящей из закалки и старения.

Составы и свойства предлагаемого сплава и сплава-прототипа приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1
№ п/п	Cu	Si	Al	Ti	Mg	La	Sc	Fe	Mn	Nb	Ni
Предлагаемый	1	33,0	3,2	2,8	1,0	0,3	0,25	0,03	-	-	-	основа
2	31,6	2,9	3,2	0,6	0,15	0,12	0,02	-	-	-	-
3	30,0	2,5	2,5	0,5	0,05	0,07	0,01	-	-	-	-
4 прототип	32,1	4,0	-	0,1	0,1	-	-	2,0	1,0	0,1	-
Таблица 2
№ п/п	σв, МПа	δ,%	НВ
Предлагаемый	1	1380	20	375
2	1365	22	365
3	1350	24	360
4 прототип	1300	16,0	330

Из таблицы 2 видно, что получен прирост механических свойств предлагаемого сплава по сравнению со сплавом-прототипом: по пределу прочности 6-7%, относительному удлинению 25-50%, по твердости - 10-15%.

Использование предлагаемого сплава позволит повысить ресурс и надежность изделий авиационной техники.

1. Сплав на основе никеля, содержащий медь, кремний, титан, магний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюминий, лантан и скандий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Cu	30,0-33,0
Si	2,5-3,2
Ti	0,5-1,0
Mg	0,05-0,3
Al	2,5-3,2
La	0,07-0,25
Sc	0,01-0,03
Ni	Остальное

2. Изделие из сплава на основе никеля, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава по п.1.