Жаростойкий кермет

Жаростойкий кермет

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (sr) 833873 (61} Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 171079 (21) 2830086/29-33 с присоединением заявки М (51) м. кл.з

С 04 В 35/71

С 22 С 29/00

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.0581. Бюллетень Н9 20 (53) УДК 666. 798. 2 (088.8) Дата опубликования описания 300531

/ (72) Авторы изобретения

В.Г.Гордон, О.А.Глемба-Овидский, Л.С.Лазарадко и Э.Г.Спиридонов

М 1

1;- .:-, f

1

P (71) Заявитель

Институт высоких температур AH СССР (54) ЖАРОСТОИКИИ КЕРМЕТ

Изобретение относится к жаростойким материалам, наиболее пригодным для работы прн высокой температуре в агрессивной среде. 5

Известны окисные керметы, состоящие иэ окисной и металлической фаз.

Керметы на основе хрома и тугоплавких окислов наиболее пригодны для применения при высокой температуре в агрессивной среде., Однако хром плохо образует керметы с тугоплавкими окислами, процесс керметообраэования идет слабо, связь образуется лишь при применЕнии специальных приемов и тем не менее механические свойства таких керметов остаются невысокими.

Известны керметы спонтанного синтеза или кромитные керметы. Они представляют собой систему из металлической фазы — хрома и неметаллической — хромита редкоземельного элемента. В этих керметах образуется интенсивная связь между фазами и при- 25 том образование этой связи идет самопроизвольно, т.е. спонтанно. Один из таких керметов представляет собой композицию хромита лантана с хромом.

Он характеризуется высокими показателями прочности P).

Однако большая плотность (77,5 r/ñê ) приводит к осложнениям, связанным с использованием их в качестве лопаточных материалов. Кроме того, наличие болвшого процентного содержания laCг03существенно повышает его стоимость.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и д< стигаемому эффекту сплав на основе Cr c добавлением ИЯО и Ti при следующем соотношении компонентов, вес.В:

Mg0 6

7i 0,5

Cr Остальное

Известный материал обладает следующими механическими характеристиками.

Т С 20 300 650 980 1370 б кгс/мм 34 26,5 24,5, 12,5 3,3

При испытании на жаростойкость привес составил 3 мг/см при 1300 С о в течение 5 ч (2).

К недостаткам материала относится то, что между хромом и окнсной фазой не образуется прочной физической связи. Этим объясняется недостаточная механическая прочность прм высоких

833873

Таблица2

Состав

Состав з- ест

ый

Предлагаемый.

Предлагаемы .Е.1" .

1 I I I I I 20

2 10 12 11

35 40 38

i600 71 72 80 75

"800 71 60 67 62

1000 51 61 62 60

200 33 38 41 39

400 28 35 38 34

600 21 30 32 29

Состав керметов

Компонент

I 11

Окись магния 10

Хромит лантана 1

30

65

Хром

Формула изобретения температурах и постепенное окисление . при длительных выдержках при высоких температурах в воздушной среде.

Цель изобретения — увеличение жаропрочности и жаростойкости кермета.

Для достижения укаэанной цели жаростойкий кермет, содержащий хром ,и окись магния, дополнительно содер1кит хромит лантана при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Окись натрия 10-50

Хромит лантана 1-10

Хром Остальное

Введение хромита лантана LaCr09 приводит к тому, что распределяющийся при температурах синтеза по поверхности дисперсной окисной фазы хромит является интенсивным керметообразователем по отношению к храму.

В результате его введения механические характеристики радикально улучшаются и жаростойкость кермета уве- 20 личивается, Состав кермета и процентное содержание его компонентов является оптимальным и выявлено в результате экспериментальных исследований. 2S

В случае, если содержание MgO (10 вес.Ъ, то высокотемпературные механические характеристики кермета падают. В случае, если содержание MgO)

50 вес.Ъ, то это может привести,к рез-З0 каму увеличению хрупкости, ухудшению удельной вязкости кермета.

Если содержание Cr с 40 вес.Ъ, это может привести к преобладанию окисной .фазы, что ведет к увеличению хруп-З5 кости. Если содержание Cr p 89 вес.Ъ, TQ Растет ползучесть и ухудшаются механические характеристики кермета.

Введение LaCrO 9 в количестве менее

1 вес.Ъ не создает практически желаемого эффекта. Введение 1аСго 3 в коли- 40 честве более 10 вес.Ъ приводит к увеличению удельного веса кермета, в то время как жаропрочность и жаростойкость стабилизируются.

Для опробывания прсдлагаемого 45 кермета приготовлены 3 смеси ингредиентов следующих составов, вес.Ъ, представленные в табл. 1. таблица 1 50

Материалы получают по мет ллокерамической технологии с термообработкой при 1450 С в среде чистого аргона.

Образцы испытывают на жаростойкость при 1400 С. Привес предлагаемого кермета составляет 1 мг/см и после 5 ч наступает период стабилизации.

Привес известного сплава составляет 3 мг/см и после 5 ч тоже наступает период стабилизации. Из сопоставления данных видно, что жаростойкость предлагаемого кермета в 3 раза выше, чем у известного сплава.

Из механических характеристик определяют К и ф„.

Данные механических испытаний сведены в табл, 2. > с к кг/мм Чн кгс/см

Из приведенной таблицы видно, что жаропрачность предлагаемого кермета на 20% превышает жаропрочност известного сплава.

Кроме того, предлагаемый кермет превосходит известный своей пластичностью при комнатных температурах.

Предлагаемый кермет может применяться при работе в воздушной среде, а также в среде продуктов сгорания при 1400-1600 С. Он может быть рекомендован для изготовления лопаток газодинамических устройств, в качестве электродных и конструкционных элементов МГДГ, в металлургической промышленности, в порошковой металлургии при изготовлении сопел для распыления стали.

Жаростойкий кермет, содержащий хром и окись магния, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличе833873

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии Р 1441199, кл. С 7 А.

2; Портной К.И. и,Бабич Б.Н. gheперсноупрочненные материалы. М., "Металлургия", 1974, с. 179-180 (прототип). иия жаропрочностй и жаростойкости, он дополнительно содержит хромит лантана при следующем соотношении компонентов, вес.%:

10-50

1-10

Остальное

Окись магния

Хромит лантана

Хром Заказ 3927/35 Тирам ббО Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Соболева

Редактор Л.Пчелинская Техред Н. Граб Корректор;Г. Назарова.