09.06.2019

№219.017.7b23

Результат интеллектуальной деятельности: ПРИСАДОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Юридическая информация Свернуть Развернуть

Авторы

Правообладатели

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")

№ охранного документа

0002373038

Дата охранного документа

20.11.2009

Краткое описание РИД Краткое описание РИД Свернуть Развернуть

Аннотация: Изобретение относится к сплавам на основе никеля, предназначенным для применения в авиационной, энергетической отраслях промышленности в качестве присадочного материала в сварных конструкциях в виде «лапши» или в виде сварочной проволоки. Для обеспечения повышенной кратковременной прочности сварного соединения при комнатной и повышенных температурах, а также жаропрочности сварных соединений предложен присадочный материал на основе никеля. Материал содержит, мас.%: углерод 0,05-0,1, хром 21-24, молибден 6,5-7,5, вольфрам 6,5-7,5, титан 1,7-2,1, марганец 0,1-0,5, кремний 0,1-0,3, кобальт 10,5-12,5, магний 0,01-0,05, лантан 0,01-0,05, никель - остальное. Применение предлагаемого присадочного материала на основе никеля для сварки жаропрочных сплавов позволит повысить ресурс и надежность сварных конструкций горячего тракта двигателя. 1 табл.

Реферат Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к сплавам на основе никеля, предназначенным для применения в авиационной, энергетической отраслях промышленности в качестве присадочного материала в сварных конструкциях в виде «лапши» или в виде сварочной проволоки.

Известен сварочный материал на основе никеля, имеющий следующий химический состав, мас.%:

углерод	0,08
хром	14-16
молибден	14-16
марганец	1,0-2,0
кремний	0,5
железо	не более 4,0
никель	остальное

(ГОСТ 2246-70 «Проволока стальная сварочная»).

Известен также присадочный материал, имеющий следующий химический состав, мас. %:

углерод	≤0,15
хром	14-16
молибден	2-4
кобальт	8-12
ниобий	3-4
алюминий	0,5-1,5
вольфрам	2-4
кремний	≤0,5
марганец	≤1,5
ванадий	0,5-1,2
никель	остальное

(«Присадочный материал для сварки жаропрочных никелевых сплавов» Л.И.Сорокин, журнал «Сварочное производство» №4, 2003 г.).

Известен присадочный материал на основе никеля, используемый для сварки при ремонте узлов двигателя, содержащий, мас.%:

углерод	0,09
кобальт	10
хром	18-22
алюминий	0,2-0,7
цирконий	0,06
бор	0,015
марганец	0,4-1,2
кремний	0,2-0,45
никель	остальное

(Патент ЕР №1090710).

Известные присадочные материалы обладают низкой стойкостью к образованию горячих трещин при сварке, а также пониженной жаропрочностью.

Известен состав присадочного материала на основе никеля, содержащий, мас.%:

углерод	0,02
хром	20-24
молибден	8-12
вольфрам	0,1-12
алюминий	0,03-0,4
железо	≤5
марганец	≤0,4
никель	остальное

(Патент US №6447716).

Присадочный материал обладает пониженной жаропрочностью.

Известен присадочный материал, имеющий следующий химический состав, мас.%:

углерод	0,02-0,1
хром	20-25
кобальт	25-32
вольфрам	10-16
алюминий	0,2-0,7
неодим	0,01-0,1
лантан	0,01-1
никель	остальное

(А.с. СССР №1072501).

Присадочный материал обладает пониженной пластичностью, не достаточно высокой жаропрочностью.

Известен присадочный материал на основе никеля, содержащий, мас.%:

углерод	0,04
кремний	0,01-0,5
марганец	7
хром	28-31,5
ниобий	0,5
тантал	0,005-3
железо	7-11
алюминий	0,01-0,4
титан	0,01-0,45
ванадий	0,5
никель	остальное

(Заявка WO №2005070612).

Известный присадочный материал обладает недостаточно высокой жаропрочностью. Высокое содержание хрома в присадочном материале способствует образованию охрупчивающих фаз, например, σ-фаз, снижающих его пластичность.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является присадочный материал следующего химического состава, мас.%:

углерод	≤0,1
хром	19-22
молибден	7-9
вольфрам	7-9
титан + алюминий	≤3,3
железо	≤3,0
кремний	≤0,6
марганец	≤0,5
никель	остальное

(Присадочный материал для сварки жаропрочных никелевых сплавов» Л.И.Сорокин, журнал «Сварочное производство» 2003 г. №4, стр.35).

Присадочный материал-прототип обладает недостаточной кратковременной прочностью сварного соединения при комнатной и повышенных температурах, а также недостаточной жаропрочностью сварных соединений.

Технической задачей изобретения является разработка присадочного материала на основе никеля, обеспечивающего повышение кратковременной прочности сварного соединения при комнатной и повышенных температурах, а также жаропрочности сварных соединений.

Для достижения поставленной технической задачи предложен присадочный материал на основе никеля, содержащий углерод, хром, молибден, вольфрам, титан, марганец, кремний, который дополнительно содержит кобальт, магний, лантан, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод	0,05-0,1
хром	21-24
молибден	6,5-7,5
вольфрам	6,5-7,5
титан	1,7-2,1
марганец	0,1-0,5
кремний	0,1-0,3
кобальт	10,5-12,5
магний	0,01-0,05
лантан	0,01-0,05
никель	остальное

Авторами установлено, что введение кобальта, магния и лантана при заявленном содержании и соотношении компонентов в предлагаемый присадочный материал обеспечивает повышение кратковременной прочности сварных соединений при комнатной и повышенной температурах и их жаропрочности.

Примеры осуществления

В вакуумных печах были выплавлены присадочные материалы, составы которых приведены в таблице. Слитки после механической обработки были прокованы на сутунки и прокатаны на лист. Листы подвергались закалке и обрабатывались в растворах кислот и щелочей для снятия окалины после термообработки. Из листов нарезалась «лапша», которая использовалась в качестве присадочного металла при сварке жаропрочных никелевых сплавов. Ручную аргонодуговую сварку с присадочным металлом осуществляли током 80-100 А при скорости 5-7 м/ч. Приведенные в таблице механические свойства сварных соединений показывают, что применение предлагаемого состава присадочного материала для сварки жаропрочных никелевых сплавов позволяет повысить кратковременную прочность сварных соединений при комнатной и повышенной температурах и их жаропрочность на 30%.

Применение предлагаемого присадочного материала на основе никеля для сварки жаропрочных сплавов позволит повысить ресурс и надежность сварных конструкций горячего тракта двигателя.

Составы и свойства предлагаемого присадочного материала и присадочного материала-прототипа
№ п/п	Содержание элементов, мас.%	Свойства сварного соединения
С	Cr	Мо	W	Ti	Al	Fe	Co	Si	Mn	Mg	La	Ni	Предел прочности сварного соединения, σ_в, МПа	Предел длительной прочности сварного соединения σ¹⁰⁰⁰ ₁₀₀, МПа
Температура, °С
20	1000
1	0,05	21	6,5	6,5	1,7	-	-	10,5	0,1	0,1	0,01	0,01	остальное	554	147	41
2	0,1	24	7,5	7,5	2,1	-	-	11,5	0,2	0,3	0,025	0,025	-''-	598	152	44
3	0,07	22,5	7	7	1,9	-	-	12,5	0,3	0,5	0,05	0,05	-''-	580	150	42
4	0,1	19,5	8	8	Ti+Al≤3,3	<3	-	0,6	0,5	-	-	-''-	532	106	35

Присадочный материал на основе никеля для сварки жаропрочных сплавов, содержащий углерод, хром, молибден, вольфрам, титан, марганец, кремний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кобальт, магний, лантан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Источник поступления информации: Роспатент

‹ › ×

Авторы
Правообладатели

Showing 281-290 of 354 items.

19.04.2019

№219.017.2de0

Способ защиты от высокотемпературного окисления поверхности внутренней полости охлаждаемых лопаток турбин из безуглеродистых жаропрочных сплавов на основе никеля

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения алюминидных покрытий, и может быть использовано в авиационном и энергетическом турбиностроении для защиты от высокотемпературного окисления внутренней полости охлаждаемых лопаток турбин из безуглеродистых жаропрочных...

Тип: Изобретение

Номер охранного документа: 0002349678

Дата охранного документа: 20.03.2009