Легирование сплавов на никелевой основе

Требования реактивной и ракетной техники положили начало интенсивному внедрению в 1947—1951 гг. жаропрочных сплавов на никелевой основе. Усложнение степени легирования этих сплавов присадкой титана, алюминия и дополнительно вольфрамом, молибденом, бором, кобальтом и другими элементами перевело исследуемые сплавы в категорию трудно обрабатываемых давлением. Было установлено, что их сопротивление при средней температуре горячей обработки давлением в 1000° примерно в 5—8 раз выше по сравнению с обычными конструкционными сталями. [c.110]

Алитирование применяют для повышения стойкости деталей против газовой коррозии в водяном паре, на воздухе, в сероводороде и в топочных газах при повышенных и высоких температурах. Алитированию подвергают малоуглеродистую нелегированную и легированную сталь и сплавы, включая жаропрочные сплавы на никелевой основе. [c.119]

Введение кобальта в жаропрочные сплавы на никелевой основе оказывает положительное влияние иа жаропрочность и технологичность (ковкость). Это влияние особенно полезно, когда сплавы сильно легированы Ti, W, Мо и В вместе с А1. Кобальт оказывает более эффективное влияние на жаропрочность в сплавах, легированных Ti. В сплавах с Ti образуется интерметаллидная фаза типа Ni.Al или (Ni, Со, Сг)з А1. В сплавах с Ti основной упрочняющей фазой является у типа Nig (Ti, Al), в которой кобальт частично замещает никель (Ni, Со, Сг), количество упрочняющей у -фазы наибольшее, когда содержание кобальта в них около 10—15% (рис, 44). [c.182]

Кроме обычных углеродистых сталей, которые подвергаются обезуглероживанию, все исследованные жаростойкие материалы довольно хорощо противостояли воздействию чистого натрия или натрий-калиевого сплава. Таким образом, титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам, легированные стали, никель и сплавы на никелевой основе можно уверенно использовать в качестве конструкционных материалов в контакте с натрием при температуре около 800° С. Чистые сварочные швы, выполненные на обычном оборудовании для аргоно-дуговой сварки, стойки в этих условиях так же, как и основной металл. Обработка поверхности оборудования в данном случае повышает его коррозионную стойкость незначительно. [c.319]

При рабочих температурах 700—750° С жаропрочные сплавы на никелевой основе, легированные титаном, алюминием, ниобием и другими элементами, по сопротивлению термической усталости обычно превосходят аустенитные хромоникелевые стали. Однако, с одной стороны, при больших упругопластических деформациях за цикл хромоникелевые аустенитные стали нередко превосходят по сопротивлению термической усталости малопластичные высокожаропрочные сплавы не только в рассматриваемом диапазоне температур, но и при более высоких температурах (до 900° С). С другой стороны, при длительном действии термических напряжений временная зависимость сопротивления термической усталости в интервале температур 700—750° С более резко выражена у высокопрочных сплавов [2j. [c.144]

Наибольшее значение имеют трещины, возникающие в процессе выдержек при термической обработке по третьему механизму. Они могут образовываться в сварных узлах, изготовленных из низколегированных конструкционных сталей повышенной прочности, теплоустойчивых сталей, а также жаропрочных аустенитных сталей и сплавов на никелевой основе. Очевидно такой широкий ассортимент материалов охватывает большинство сварных конструкций из легированных сталей, работающих в наиболее тяжелых условиях и в первую очередь при высоких температурах. В связи с этим в последнее время вопросам выяснения механизма образования подобных трещин и разработке мероприятий по их устранению уделяется большое внимание и появилось большое число статей, посвященных данной теме. [c.94]

В связи с успехами в области создания новых жаропрочных сплавов на основе молибдена и других тугоплавких металлов, нередко высказываются соображения о том, будто железо-нике-левые и никелевые сплавы уже исчерпали себя. Такой вывод нам кажется преждевременным. Комплексное легирование сплавов на никелевой и кобальтовой основах в сочетании с дальнейшим совершенствованием технологии их производства и термической обработки несомненно позволит добиться дальнейшего повышения их жаропрочности. [c.13]

В качестве материалов для лопаток газовых турбин широко применяют сплавы на никелевой основе [20]. Высокая жаропрочность достигается выделением в высокодисперсной форме у -фазы типа (А1, Ti) и упрочнением твердого раствора вследствие высокого легирования хромом, вольфрамом, молибденом, железом. Положительное влияние оказывает бор. Выделяясь при старении в виде боридных фаз по границам зерен, он тормозит диффузионные процессы. [c.146]

При планировании конкретных типов СО необходима информация о структуре аналитического контроля, относящаяся не в целом к черным металлам, а отдельно к каждому их виду — чугунам (табл. 17), углеродистым и низколегированным сталям (табл. 18), легированным и высоколегированным сталям (табл. 19), сплавам на никелевой основе (табл. 20), а также к железорудному сырью (табл. 21). [c.77]

Ежегодно путем межлабораторных экспериментов методами химического анализа исследуется состав 50 — 60 разнообразных видов материалов черной металлургии от исполнителей анализа поступает 3000 — 3500 средних результатов измерений. В общем количестве материалов (без учета СО высшей точности) 5 — 8 % занимает железорудное сырье, 8 — 12 % — чугуны, до 40 % — углеродистые и низколегированные стали, 25 % — легированные стали и сплавы на никелевой основе, 12 — 14 % — ферросплавы, остальное — прочие материалы. [c.195]

Легированные и высоколегированные стали, сплавы на никелевой основе......... 9,6 14,2 8,8 7,4 4,5 5,7 8,1 [c.196]

Из приведенных в табл. 34 объектов аналитического контроля наиболее представительны чугуны, углеродистые и низколегированные стали. Минимальная по сравнению с другими материалами доля бракованных результатов в этой группе — следствие не только относительной простоты химического анализа массовых видов металлопродукции, но и исключительно высокой квалификации контролирующих черные металлы лабораторий крупнейших металлургических комбинатов и заводов, имеющих к тому же многолетний опыт аттестации государственных СО. Заметно выше уровень брака при разработке СО состава легированных и высоколегированных сталей, а также сплавов на никелевой основе. Это, по-видимому, закономерно вследствие большого количества вновь разрабатываемых и внедряемых методик выполнения измерений и сложности анализа. Сказанное можно отнести и к результатам научно-исследовательских организаций, вносящих заметный вклад > 12 %) в общий объем аттестационного анализа СО, однако качество работы аналитических подразделений отдельных институтов не полностью соответствует стоящим перед ними-задачам [c.197]

Повышение коррозионной стойкости сплавов на никелевой основе при легировании их молибденом обусловлено высокой спо- [c.174]

Важной классификацией легированных сталей является деление их на структурные классы мартенситный, мартенситно-ферритный, ферритный, аустенито-мартенситный, аустенито-ферритный, аусте-нитный. Высоколегированные коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные сплавы подразделяются на сплавы на железоникелевой основе и сплавы на никелевой основе. [c.103]

Жаропрочные сплавы на никелевой основе, легированные [c.156]

Так как обычные конструкционные стали имеют высокую прочность до 300° С, то при этих температурах нет надобности в применении высоколегированных сталей. Для работы в интервале температур 350—500° С применяют легированные стали перлитного и ферритного классов (рис. 150). Для более высоких температур используют стали аустенитного класса. При 700—900° О применяют сплавы на никелевой основе. При еще более высоких температурах используют сплавы на основе тугоплавких металлов — молибдена, хрома и др. Указанные пределы являются условными и выбор необходимых материалов решается в каждом случае конкретно. [c.256]

Свойства сплавов в значительной степени зависят от их структуры. Сказанное особенно относится к легированным сталям, сплавам на никелевой основе, титановым и другим. Так, неправильный выбор температуры нагрева под обработку давлением, времени нагрева, режимов ковки приводит к браку по структуре и к снижению прочностных характеристик сплава. [c.143]

Сейчас высокотемпературным изотермическим деформированием можно получать заготовки из легированных сталей, титановых и жаропрочных сплавов разнообразных конфигураций. Изотермические условия можно создать в специальных штамповых блоках, позволяющих со сравнительно небольшими затратами энергии нагревать инструмент до температуры деформации. Штамповыми материалами служат литейные жаропрочные сплавы на никелевой основе. Заготовки нагревают в автономном нагревателе или непосредственно в штамповом блоке. При деформировании в качестве смазки обычно используют различные стекла, эмали и пылевидные вещества. [c.22]

Низкая теплопроводность аустенитных сталей и сплавов на никелевой основе способствует сильному разогреву их в зоне сварки. Поэтому электрошлаковую сварку этих сталей и сплавов необходимо выполнять с применением более широких формирующих приспособлений, чем сварку углеродистых и обычных легированных сталей. [c.295]

Никельхромистые сплавы. Легирование сплавов на никелевой основе хромом повышает их жаростойкость, прочность, износостойкость и коррозионную стойкость. [c.145]

Для получения высокой окалиностойкости иикель легируют хромом ( -20 %), а для повышения жаропрочности — титаном (1,0—2,8 %) и алюминием (0,55—5,5 %). В этом случае при старении закаленного сплава образуется интерметаллидная -фаза типа Ы1з(Т1, А1), когерентно связанная с основным у-раствором, а также карбиды Ti , Сг2яС и нитриды TiN, увеличивающие прочность при высоких температурах. Чем больше объемная доля у -фазы, тем выше рабочая температура сплава. Предельная температура работы сплавов на никелевой основе составляет 0,8Т л- При более высоких температурах происходит коагуляция и растворение 7 -фазы в 7 растворе, что сопронождается сильным снижением жаропрочности Хром и кобальт понижают, а вольфрам повышает температуру пол ного растворения у -фазы. Увеличение содержания А), W и дополни тельное легирование сплава Nb, Та, V позволяет повысить их рабо чую температуру. Дальнейшее увеличение жаропрочности достигается легированием сплавов 2,0—11 % Мо и 2,0—11 % W, упрочняющим твердый раствор, повышающим температуру рекри- [c.293]

Д.ая плавки жаропрочных сплавов на никелевой основе, а также для плавки легированных сталей и целого ряда других металлов и сплавов применяют индукционные вакуумные плавильные печи. По характеру работы вакуумные индукционные печи делятся на два типа периодического и полунепрерывного deu meusi. На рис. 119 показана схема установки УППФ-Ш. [c.246]

Деформируемые, свариваемые, высококоррозионностойкие сплавы на никелевой основе созданы путем легирования никеля элементами, обладающими более высокой коррозионной стойкостью и растворяющимися в никеле в значительных количествах. Такими элементами, прежде всего, являются хром и молибден. Молибден хорошо сопротивляется действию соляной, серной и фтористоводородной кислот хром стоек в азотной кислоте. Поэтому цикелевые сплавы, легированные молибденом, обладают высокой стойкостью в средах восстановительного характера, никельхро-мисгые сплавы— в средах окислительного характера и никель-хромомолибденовые сплавы — в средах окислительно-восстановительного характера. [c.143]

При разра тке жаропрочных сплавов для длительной службы оправдано упрочнение твердого раствора вольфрамом, молибденом и другими элементами.- Кзоморфность кристаллической решетки избыточных фаз (например, Nig (Ti, Al)) с решеткой твердого раствора способствует стабильности структуры и жаропрочных свойств сплава. В зависимости от количества упрочняюш ей фазы в структуре и степени легированности твердого раствора такими элементами, как вольфрам, молиб ден н кобальт, сплавы на никелевой основе условно можно разбить на три категории [c.161]

Можно указать следующие особенности легирования сплавов на кобальтовой основе сравнительно со сплавами на никелевой и кобальтоникелевой основах [c.166]

Вредные примеси (сера и фосфор) и растворенные газы (азот и кислород) повышают порог хладноломкости. Однако наибольшее влияние на ударную вязкость стали при минусовых температурах оказывает химический состав. Хорошо сохраняют ударную вязкость в области низких температур стали, легированные 5—6 % никеля. Аустенит-ные хромоникелевые стали и сплавы на никелевой осново весьма пластичны в области очень низких температур. Поэтому ГОСТ 5632—72 допускает, например, поковки из сталей 04Х18Н10 и 08Х18Н12Б к применению в сосудах, работающих под давлением до температуры —269 °С. [c.207]

Для снижения возможности возникновения гальванических пар следует применять металлы высокой химической однородности и чистоты. Естественно, что вопрос выбора металла для выполнения конструкции решается с позиций экономической целесообразности. Для ответственных конструкций следует выбирать сплавы типа твердых растворов, какими являются аустенитные стали (1Х18Н9 и др.) или сплавы на никелевой основе (Х20Н80 и др.). Следует иметь в виду, что легирование стали с целью увеличения ее прочности или жаростойкости не всегда удовлетворяет одновременно повышению ее коррозионной стойкости. [c.31]

Главной упрочняющей фазой в жаропрочных сплавах на никелевой основе является у -фаза П1з(Т1, А1) в некоторых сплавах, легированных ниобием, такой является фаза типа Ы1з(МЬ, А1, Ti). Такие фазы, как бориды, нитриды, карбиды, вызьшают незначительное дополнительное упрочнение при низких температурах из-за их небольшой объемной доли. Однако эти фазы могут существенно изменять скорость ползучести и срок службы изделий. Прочность никелевых сплавов, упрочняемых у -фазой, зависит от следующих факторов объемной доли у -фазы радиуса частиц у -фазы прочности частиц у -фазы. [c.207]

На величину длительной пластичности стали или сплава могут оказать влияние характер легирования и большое число различных факторов. Так, введение в аустенитную сталь или сплав молибдена смещает зону низкой деформационной способности в область температур, лежащих выше рабочих (на 100—150° С). Поэтому, например, сталь 1Х16Н13М2Б (ЭИ680) более пластична при рабочих температурах 550—650° С, чем сталь Х18Н10Т. Введение же таких энергичных карбидообразующих элементов как титан, ниобий и ванадий, заметно повышая длительную прочность, одновременно приводит к падению пластичности в рабочем интервале температур. Для аустенитных сталей и сплавов на никелевой основе, легированных титаном, ниобием и алюминием, существенное повышение длительной пластичности обеспечивается обычно при введении в металлургическую технологию операций электрошлакового, вакуумнодугового или плазменного переплавов 163]. [c.26]

Дисперсиониотвердеющие сплавы на никелевой основе обладают наибольшей склонностью к околошовному растрескиванию из всех рассмотренных ранее материалов. Она обусловлена высокой прочностью тела зерна за счет избыточного легирования сплава и прохождением вследствие этого пластической деформации цикла сварки в околошовной зоне преимуш,ественно путем проскальзывания по границам зерен. Из-за высокой прочности тела зерна отсутствует релаксация пиков напряжений, возникающих у препятствий проскальзыванию (например, в точке стыка трех зерен). [c.241]

Как показали исследования, проведенные в работе 1501, эффект, достигаемый многоступенчатой термической обработкой для деформированных сплавов на никелевой основе, объясняется регулированием выделения упрочняющей фазы 511з (Т1А1), ее дисперсности и характера распределения. Неравновесность кристаллизации металла шва и многокомпонентность системы легирования способствует образованию химической неоднородности за счет ликвации и появлению участков, обогащенных легирующими элементами. Это приводит к неравномерному распределению фаз, выпадающих в процессе термической обработки или эксплуатации при высоких температурах. В исходном состоянии после сварки сложнолегированного шва на никелевой основе, легированного молибденом, вольфрамом, титаном и алюминием, интер металл идные и карбидные фазы выделяются крупными фракциями по границам зерен. В поле зерна распределение фаз крайне неравномерно. Обогащенные фазами и примесями границы в этом состоянии обладают при высоких температурах пониженной деформационной способностью, и трещина, зародившаяся под нагрузкой по границе зерна, интенсивно далее по ней развивается. Эгому способствует также кристаллизационная ориентированность кристаллитов сварного шва и значительная протяженность прямых участков границы зерна. Аустенитизирующая термическая обработка ликвидирует ориентационную направленность структуры, зерна в результате ее проведения становятся равноосными. При этом проходит также перераспределение легирующих элементов и диффузионное рассасывание ликвационных участков. Последующее ступенчатое старение способствует более равномерному распределению фаз в матрице. Границы зерен становятся более тонкими (чистыми), чем у металла шва в исходном после сварки состоянии. Это приводит и к изменению характера деформации при длительном разрыве за счет включения в нее не только границ, но и тела зерна. Зародившиеся трещины при этом локализуются и имеют округлую форму, что обеспечивает высокую пластичность при длительном нагружении. [c.246]

Выбор оптимального легирования высоконикелевого шва и повышенной жаропрочности проведен в работе 1101. В качестве упрочнения было примято иитерметаллидное упрочнение твердого раствора фазами типа П1з (Т1А1), являюш,ееся основным для деформируемых сплавов на никелевой основе. Так как введение титана II алюминия повышает склонность сварных швов на никелевой основе к образованию трещин при сварке, то задачей исследования было нахождение оптимального соотношения молибдена и вольфрама с титаном и алюминием, обеспечивающего, с одной стороны, стойкость против горячих трещин, а с другой — высокую жаропрочность и длительную пластичность. [c.247]

Для особо жестких условий коррозионноагрессивной среды (высокие парциальные давления сероводорода и диоксида углерода, присутствие иона хлора) глубоких скважин с высокими температурами (до 300 °С) применительно к хвостовикам эксплуатационных колонн и деталям подземного скважинного оборудования используют сплавы на никелевой основе, легированные хромом до 26 % и молибденом до 7 %. Упрочнение данных сплавов достигается за счет дисперсионного твердения и холодной пластической деформации (табл. 2.11). [2,33]. [c.162]

Прочность сплавов на никелевой основе сохраняется высокой вплоть до температур 800-900 °С. Так, при 800 °С временное сопротивление сТв наиболее легированных сплавов составляет 700— 800 МПа, 100-часовая длительная прочность — 250-300 МПа. В то же время характеристики пластичности 6 и удовлетворительны при всех температурах испытания и несколько снижаются в температурном интервале дисперсионного твердения (700-800 °С). Остаточная деформация этих спла- [c.555]

Существует вместе с тем большое число жаропрочных сталей п сплавов всех структурных классов, которые обладают весьма ограниченной способностью к пластической деформации в условиях ползучести. У материалов перлитного класса этот недостаток преимущественно присущ 0,5-процентной молибденовой и хромо-никелемолибденовым сталям, а также некоторым комплексно-легированным сталям на базе Сг—Мо—V и Сг—Мо——V при, неправильной термической их обработке или нри отступлениях от установленного соотношения составных элементов. Среди сталей аустенитного класса низкой длительной пластичностью выделяются стали, содержащие большие количества титана и других легирующих элементов, повышающих склонность аустенитных сталей к дисперсионному твердению. Жаропрочные сплавы на никелевой основе типа ЭИ437 также характеризуются низкой длительной нластичностью н потому могут применяться в длительной службе при высоких температурах только в условиях ограниченной деформации (как правило, не более 0,2— 0.5%) . [c.284]

Для сбора отходов легированных металлов у всех металлообрабатывающих агрегатов (токарных, фрезерных, строгальных, сверлильных и прочих станков) должны быть установлены коробки, проволочные сетки и другие приспособления. Расположение металлосборников не должно препятствовать соблюдению правил техники безопасности и нормальной работе агрегатов. В контрольных лабораториях ЦЗЛ стружка от хромистых и никельсодержащих нержавеющих сталей, а также от сплавов на никелевой основе должна собираться, храниться и отгружаться отдельно. [c.99]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...