close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2337167

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
(19)
(11)
2 337 167
(13)
C2
(51) МПК
C22C 35/00
C22C 27/06
(2006.01)
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2006130573/02, 24.08.2006
(72) Автор(ы):
Еремин Евгений Николаевич (RU),
Лосев Александр Сергеевич (RU),
Филиппов Юрий Олегович (RU),
Еремин Андрей Евгеньевич (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
24.08.2006
(43) Дата публикации за вки: 27.02.2008
Адрес дл переписки:
644050, г.Омск, пр. Мира, 11, ГОУ ВПО ОмГТУ,
информационно-патентный отдел, О.И.Бабенко
2 3 3 7 1 6 7
следующем соотношении компонентов, в мас.%:
молибден 20...25, хром 60...70, никель остальное.
Изобретение позвол ет увеличить эффект
измельчени дендритной структуры отливок из
жаропрочных
сплавов,
что
обеспечивает
повышение
их
длительной
прочности
при
сохранении других механических характеристик. 1
табл.
R U
(57) Реферат:
Изобретение относитс к области металлургии,
в частности к составам модификаторов дл улучшени свойств отливок из жаропрочных
сплавов, примен емых дл изготовлени паросиловых
и
газотурбинных
установок
различного назначени . Модификатор содержит
порошки молибдена, никел и хрома при
Страница: 1
RU
C 2
C 2
(54) МОДИФИКАТОР
2 3 3 7 1 6 7
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: SU 557118 А, 05.05.1977. RU 2211875
C1, 10.09.2003. SU 1113978 A1, 10.07.1998. SU
371279 A, 22.02.1973. CH 602330 А,
31.07.1978. US 3030206 A, 17.04.1962.
(73) Патентообладатель(и):
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образовани "Омский государственный технический
университет" (RU)
R U
(45) Опубликовано: 27.10.2008 Бюл. № 30
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 337 167
(13)
C2
(51) Int. Cl.
C22C 35/00
C22C 27/06
(2006.01)
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2006130573/02, 24.08.2006
(72) Inventor(s):
Eremin Evgenij Nikolaevich (RU),
Losev Aleksandr Sergeevich (RU),
Filippov Jurij Olegovich (RU),
Eremin Andrej Evgen'evich (RU)
(24) Effective date for property rights: 24.08.2006
(43) Application published: 27.02.2008
Mail address:
644050, g.Omsk, pr. Mira, 11, GOU VPO OmGTU,
informatsionno-patentnyj otdel, O.I.Babenko
(54) MODIFIER
dendritic
structure
of
casts
out
of
heat
resistant alloys which ensures their upgraded
continuous
hardness
while
maintaining
other
mechanical properties.
EFFECT: improved characteristics of casts out
of heat resistant alloys.
1 tbl
R U
2 3 3 7 1 6 7
C 2
C 2
(57) Abstract:
FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: modifier contains powders of
molybdenum, nickel and chromium at following
ratio of elements, wt %: molybdenum 20...25,
chromium 60...70, nickel - the rest. Invention
facilitates
increasing
of
crushing
effect
of
Страница: 2
EN
2 3 3 7 1 6 7
(73) Proprietor(s):
Gosudarstvennoe obrazovatel'noe uchrezhdenie
vysshego professional'nogo obrazovanija
"Omskij gosudarstvennyj tekhnicheskij
universitet" (RU)
R U
(45) Date of publication: 27.10.2008 Bull. 30
RU 2 337 167 C2
5
Изобретение относитс к области металлургии, в частности к составам модификаторов
дл улучшени свойств отливок из жаропрочных сплавов, примен емых дл изготовлени паросиловых и газотурбинных установок различного назначени .
Известен модификатор (А.с. №1200585), состо щий из смеси спрессованных
дисперсных частиц при следующем соотношении компонентов, мас.%:
титан
50...95
карбонитрид титана 5...50
10
15
20
Недостатком известного модификатора вл етс то, что он не позвол ет повысить
длительную прочность жаропрочных сплавов при температурах их эксплуатации. Это
св зано с тем, что минимальный размер зерна сплавов, получаемых при оптимальных
добавках этого модификатора, недостаточен дл того, чтобы вклад границ зерен в
упрочнение сплава стал заметен. Кроме того, имеет место выделение частиц
карбонитридов титана из твердого раствора, в результате трудно добитьс высоких
пластических свойств литых заготовок из этих сплавов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс модификатор (Куцев А.В. Исследование вли ни дисперсных частиц тугоплавких
элементов на структуру и свойства жаропрочных сплавов, разработка и внедрение
усовершенствованной технологии точного лить деталей ГТД с повышенной
пластичностью, термостойкостью и длительной прочностью. Автореферат диссертации на
соискание уч. степени к.т.н. МВТУ им.Баумана, М., 1984 г.), вводимый в виде брикета,
содержащего равномерно распределенные частицы никел и молибдена при следующем
соотношении компонентов, мас.%:
никель
80
молибден 20
25
30
35
Недостатком этого модификатора вл етс относительно невысокое
зародышеобразующее действие инокул тора - частиц молибдена, обусловленное их низкой
адсорбционной активностью в отношении модифицируемого расплава. В результате при
использовании этого модификатора эффекты измельчени дендритной структуры отливок
из жаропрочных сплавов и повышение их длительной прочности про вл етс относительно
слабо.
Задачей данного изобретени вл етс увеличение эффекта измельчени дендритной
структуры отливок из жаропрочных сплавов, что обеспечивает повышение их длительной
прочности при сохранении других механических характеристик.
Поставленна задача достигаетс тем, что модификатор, содержащий порошки
молибдена и никел , дополнительно содержит порошок хрома при следующем
соотношении компонентов, мас.%:
молибден
хром
никель
20...25
60...70
остальное
40
45
50
Изоморфность кристаллических решеток молибдена и хрома, благопри тный размерный
фактор и небольша разница в электроотрицательности обеспечивает полную взаимную
растворимость этих металлов друг в друге. Температура солидуса при концентраци х
молибдена в хроме около ?30% составл ет 1700°С, а затем круто поднимаетс до
температуры плавлени молибдена (см. Е.М.Савицкий и др. Металловедение сплавов
тугоплавких и редких металлов. Москва, Наука, 1971, рис.61, с.114). Поэтому отношение
содержани хрома к молибдену в модификаторе должно быть около 3:1. Это обеспечивает
благопри тные услови дл взаимодействи инокул торов - частиц молибдена с
элементом-активатором - хромом. В этом случае, согласно диаграмме состо ни системы,
создаетс температура, обеспечивающа смачивание частиц молибдена
концентрированной по хрому жидкостью вследствие высокой растворимости последнего в
никелевых расплавах. Подобие свойств указанных элементов в силу известного принципа
(см. Ю.В.Найдич. Контактные влени в металлических расплавах. Киев. Наукова Думка.
Страница: 3
DE
RU 2 337 167 C2
5
10
15
20
25
30
1972, стр.23) - «подобное смачиваетс (абсорбируетс ) подобным» - обусловливает
адсорбцию хрома на частицах молибдена. В то же врем существуют и различи в
свойствах рассматриваемых элементов (например, большее, чем у молибдена, сродство
хрома к углероду). Вследствие этого адсорбирующиес на поверхности частиц молибдена
хром, а также его соединени с примесными элементами (углеродом, азотом, кислородом)
измен ют поверхностные свойства частиц в отношении зародышеобразовани , активируют
инокул тор, обеспечива более эффективное измельчение дендритной структуры сплава,
и оказывают решающее вли ние на достижение цели изобретени .
Никель в предлагаемом модификаторе, как и в известном, используетс в качестве
нейтральной добавки. Это обусловлено тем, что он вл етс основой обрабатываемых
сплавов и, кроме того, обладает хорошей прессуемостью, имеет сравнительную низкую
температуру плавлени (Тпл=1453°С), что обеспечивает быстрое распределение
модификатора в обрабатываемом расплаве.
Модификатор готовитс путем прессовани смеси из порошкообразных компонентов в
брикеты при давлении 500ч700 МПа. В качестве компонентов используют порошки никел (ПНЭ - 1), технически чистых молибдена и хрома с размером частиц 20...40 мкм.
Проверку эффективности действи предложенного модификатора проводили при
центробежном электрошлаковом литье кольцевых заготовок массой 10 кг из сплава ЭП 202 (ХН67 ВМТЮ).
Металл накапливали в медной гарнисажной водоохлаждаемой плавильной емкости
электрошлаковым способом. После окончани процесса накоплени в расплав вводили
модификатор в количестве 0,3 мас.%. Температура расплава при модифицировании
1900°С. Дл обеспечени равномерности распределени добавок в сплаве модификатор
вводили за 3-5 минут до слива расплава в изложницу.
Из полученных кольцевых отливок изготавливали темплеты дл изучени макроструктуры, образцы дл металлографического анализа и заготовки дл испытани механических свойств. После закалки с 1170°С и старени при 850°С изготавливали
образцы на механические испытани по ГОСТ 25.502-86. Металлографические испытани проводили на нетермообработанных образцах. Структурные характеристики, механические
и эксплуатационные свойства литого металла без модифицировани и с
модифицированием известным и предложенным модификаторами приведены в таблице.
Модификатор
35
Состав модификатора
мас.%
Форма
Средний размер ?в, ?, % Длительна прочность
карбидов зерна, мм
час
МПа
Ni
Cr
Исходный сплав без добавок
-
-
Mo
-
крупноигол.
9ч12
814 8,6
28
Известный (прототип)
80
-
20
мелкоигол.
7ч10
832 12,4
42
4:1
75
20
5
мелкоигол.
7ч10
834 12,2
44
5:1
70
25
5
мелкоигол.
7ч9
836 12,5
46
6:1
65
30
5
мелкоигол.
7ч9
838 12,4
45
3:1
60
30
10
глобул р.
3ч5
855 14,8
68
4:1
50
40
10
глобул р.
4ч6
854 13,8
62
5:1
10
75
15
глобул р.
3ч6
856 14,6
63
3:1
20
60
20
глобул р.
2ч3
858 13,4
94
2,8:1
5
70
25
глобул р.
2ч4
858 14,2
86
2:1
10
60
30
глобул р.
4ч6
843 12,8
59
1:1
20
40
40
строчеч,
6ч8
841 12,4
51
1:0,8
10
40
50
мелкоигол.
6ч8
836 12,1
48
Предлагаемый при соотношении
Cr:Мо
40
45
50
Как видно из таблицы, предложенный модификатор по сравнению с известным в 1,5-2,2
раза повышает длительную прочность модифицируемого сплава, в 2-3 раза измельчает его
структуру при незначительном повышении предела прочности и пластичности. Это
подтверждает активирующее действие хрома, содержащегос в модификаторе, на частицы
молибдена. Явл сь более сильным, чем молибден, карбидообразующим элементом, хром
Страница: 4
RU 2 337 167 C2
5
10
15
образует с углеродом модифицируемого металла соответствующие карбиды глобул рной
формы. Протекающие в расплаве процессы стимулируютс наличием подложек - частиц
молибдена и пониженной температурой их взаимодействи и, вследствие этого, могут
происходить на более ранних стади х кристаллизации модифицируемого металла. В
результате, зародышеобразующа способность частиц молибдена повышаетс , о чем
свидетельствует уменьшение размеров зерна литого металла.
Благопри тное вли ние хрома на структуру и свойства литого металла про вл етс при
его содержании в предложенном модификаторе в количестве 60-70%, при соотношении к
молибдену около 3:1. При иных содержани х и соотношени х измельчение структуры и
повышение длительной прочности незначительно.
Модифицирование сплава ЭП-202 предложенным модификатором позвол ет получать в
электрошлаковых отливках значени длительной прочности, близкие к уровню,
соответствующему кованому металлу (ТУ 14-1-588-73). Это дает возможность
изготавливать р д деталей газотурбинных двигателей электрошлаковым литьем вместо
гор чей ковки. По опытным данным коэффициент использовани металла при
изготовлении деталей типа «кольцо» из поковок сплава ЭП-202 составл ет 0,25, а
электрошлаковым литьем - 0,56.
При стоимости 1 т металла 950000 руб. экономический эффект получени только за счет
снижени расхода металла на изготовление 1 т деталей типа «кольцо» составит:
20
25
30
35
С учетом снижени трудоемкости изготовлени заготовок и деталей из них,
освобождени кузнечно-прессового оборудовани и т.д. экономический эффект будет еще
более значительным.
Источники информации
1. Авторское свидетельство №1200585, МКИ С22С 35/00, 1986.
2. Куцев А.В. Исследование вли ни дисперсных частиц тугоплавких элементов на
структуру и свойства жаропрочных сплавов, разработка и внедрение усовершенствованной
технологии точного лить деталей ГТД с повышенной пластичностью, термостойкостью и
длительной прочностью. Автореферат диссертации на соискание уч. степени к.т.н. МВТУ
им.Баумана, М., 1984 г.
Формула изобретени Модификатор дл жаропрочных сплавов, содержащий порошки молибдена и никель,
отличающийс тем, что дополнительно содержит порошок хрома при следующем
соотношении компонентов, мас.%:
молибден
20-25
хром
никель
60-75
остальное.
40
45
50
Страница: 5
CL
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
82 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа