Упрочненный гамма-штрих фазой суперсплав на основе никеля, его применение и способ производства компонентов газотурбинного двигателя - RU2019140376A
Код документа: RU2019140376A
Формула
1. Упрочненный гамма-штрих фазой суперсплав на основе никеля, содержащий, мас. %:
- хром от 9,0 до 10,5%,
- кобальт от 16 до 22%,
- молибден от 1,0 до 1,4%,
- вольфрам от 5,0 до 5,8%,
- тантал от 2,0 до 6,0%,
- ниобий от 1,0 до 4,0%,
при этом тантал плюс ниобий от 3,0 до 7,0%,
- алюминий от 3,0 до 6,5%,
- гафний от 0,2 до 1,5%,
- германий от 0 до 1,0%,
- иттрий от 0 до 0,2%,
- кремний от 0 до 1,0%,
- бор от 0 до 0,015%,
- углерод от 0,01 до 0,2%,
- рений от 1,5 до 3,5%, и
- никель с примесями - остальное.
2. Упрочненный гамма-штрих фазой суперсплав на основе никеля по п. 1, отличающийся тем, что общее содержание германия и кремния составляет от 0,9 до 1,1 мас. %.
3. Применение упрочненного гамма-штрих фазой суперсплава на основе никеля по п. 1 или 2 в качестве материала для сварочной проволоки, сварочного порошка или компонентов турбинного двигателя.
4. Способ производства компонентов турбинного двигателя, включающий стадию использования упрочненного гамма-штрих фазой суперсплава на основе никеля по любому из пп. 1-2.
5. Способ производства компонентов турбинного двигателя по п. 4, включающий одну или более стадий, выбранных из следующего:
a) отливка,
b) отжиг при 2190-2290°F в течение 1-2 часов,
c) горячее формование посредством пластической деформации при 1500-1800°F,
d) первичное дисперсионное твердение при 1975-2050°F в течение 2-4 часов, и
e) вторичное дисперсионное твердение при 1300-1500°F в течение 16-24 часов.
6. Способ производства компонентов турбинного двигателя по п. 5, включающий тепловую обработку, выбранную из следующего: отжиг в интервале температур от 2190°F до 2290°F в течение 1-2 часов, первичное дисперсионное твердение в интервале температур от 1975°F до 2050°F в течение 2-4 часов, и вторичное дисперсионное твердение в интервале температур от 1300°F до 1500°F в течение 16-24 часов.
7. Способ производства компонентов турбинного двигателя по п. 5, отличающийся тем, что перед стадией горячего формования при температуре 1500-1800°F, указанный способ включает дополнительную стадию горячего изостатического прессования при температуре 2200-2290°F, давлении 15-20 кфунт/дюйм2 в течение 2-6 часов.
8. Способ производства компонентов турбинного двигателя по п. 5, включающий стадию горячего формования посредством пластической деформации на 5-80%.
9. Способ производства компонентов турбинного двигателя по п. 5, отличающийся тем, что температуру первичного дисперсионного твердения устанавливают выше температуры использования компонентов турбинного двигателя.
10. Способ производства компонентов турбинного двигателя по п. 4, включающий стадии:
а) сварки сплавлением посредством плавления в сварочной ванне и осаждением порошковой смеси, содержащей по меньшей мере два разнородных порошка на основе никеля и кобальта в количестве 70-80 мас. % и 20-30 мас. %, соответственно, где
указанный порошок на основе никеля содержит, мас. %:
- хром от 6 до 8%,
- кобальт от 6 до 12%,
- молибден от 1,3 до 1,6%,
- вольфрам от 4,5 до 5%,
- тантал от 2,0 до 6,4%,
- ниобий от 1,0 до 4,0%,
при этом тантал плюс ниобий от 3,0 до 7,0%,
- алюминий от 3,0 до 6,5%,
- гафний от 0,2 до 1,5%,
- рений от 2,5 до 3%,
- германий от 0 до 1,0%,
- кремний от 0 до 1%,
- иттрий от 0 до 0,2%,
- бор от 0 до 0,015%,
- углерод от 0,01 до 0,1%, и
- никель с примесями - остальное, и
указанный порошок на основе кобальта содержит, мас. %:
- никель от 10 до 18%,
- хром от 19 до 21%,
- вольфрам от 8 до 10%,
- алюминий от 3 до 6,5%,
- германий от 0 до 1,0%,
- кремний от 0 до 1%,
- иттрий от 0 до 0,45%,
- гафний от 0 до 1,5%,
- ниобий от 0 до 4,0%,
- углерод от 0,01 до 0,2% и
- кобальт с примесями - остальное;
б) постепенного перемещения и затвердевания сварочной ванны в соответствии с предварительно запрограммированной сварочной дорожкой с образованием сварочных швов с тем же химическим составом, что и у упрочненного гамма-штрих фазой суперсплава на основе никеля по п. 1.
11. Способ производства компонентов турбинного двигателя по п. 10, отличающийся том, что указанная сварка сплавлением выбрана из лазерной сварки, плазменной дуговой сварки, микроплазменной сварки, электронно-лучевой сварки и дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа.
12. Способ производства компонентов турбинного двигателя по п. 10, включающий термическую обработку после сварки, выбранную из горячего изостатического прессования при высоком давлении, отжига, дисперсионного твердения или комбинации отжига и дисперсионного твердения.
13. Способ производства компонентов турбинного двигателя по п. 12, отличающийся том, что после указанной термической обработки после сварки указанный способ дополнительно включает стадию обработки до требуемой геометрии.
14. Способ производства компонентов турбинного двигателя по п. 13, дополнительно включающий стадию контроля без разрушения образца.
15. Способ производства компонентов турбинного двигателя по п. 10, отличающийся том, что указанная порошковая смесь находится в виде предварительно легированной порошковой смеси, содержащей порошки на основе никеля и кобальта, или в виде разнородных порошков на основе никеля и кобальта, которые смешиваются в сварочной ванне непосредственно во время сварки.
16. Способ производства компонентов турбинного двигателя по любому из пп. 4-15, причем компонент турбинного двигателя изготавливают способом трехмерного послойного наращивания.
17. Компонент турбинного двигателя, полученный способом по любому из пп. 4-16.
