RU2419665C1 - Addition alloy for heat resistant nickel alloys - Google Patents
Addition alloy for heat resistant nickel alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419665C1 RU2419665C1 RU2009139038/02A RU2009139038A RU2419665C1 RU 2419665 C1 RU2419665 C1 RU 2419665C1 RU 2009139038/02 A RU2009139038/02 A RU 2009139038/02A RU 2009139038 A RU2009139038 A RU 2009139038A RU 2419665 C1 RU2419665 C1 RU 2419665C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnesium
- alloy
- ligature
- tungsten
- melt
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 11
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 35
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- ATTFYOXEMHAYAX-UHFFFAOYSA-N magnesium nickel Chemical compound [Mg].[Ni] ATTFYOXEMHAYAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 magnesium-aluminum-tungsten Chemical compound 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к лигатурам для раскисления и модифицирования жаропрочных никелевых сплавов, применяемых в оборонных и гражданских отраслях промышленности.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to ligatures for deoxidation and modification of heat-resistant nickel alloys used in defense and civil industries.
Известна лигатура для жаропрочных никелевых сплавов, содержащая магний и никель, при этом содержание магния в лигатуре составляет от 3 до 17 мас.%. Данную лигатуру получают либо введением магния в расплав никеля при температуре более 1500°С, либо введением никеля в предварительно расплавленный магний с последующим повышением температуры расплава до 1500°С. (Эффективные составы и способы производства магнийсодержащих комплексных модификаторов и раскислителей, А.С.Дубровин и др. Журнал «Сталь», 1985 г. №12).Known ligature for heat-resistant nickel alloys containing magnesium and Nickel, while the magnesium content in the ligature is from 3 to 17 wt.%. This ligature is obtained either by introducing magnesium into the nickel melt at a temperature of more than 1500 ° C, or by introducing nickel into pre-molten magnesium, followed by increasing the melt temperature to 1500 ° C. (Effective compositions and methods for the production of magnesium-containing complex modifiers and deoxidants, A. S. Dubrovin and others. The Steel magazine, 1985, No. 12).
Поскольку температура кипения магния при атмосферном давлении равна 1107°С, получение данной лигатуры сопровождается бурным выбросом паров магния и его горением, что создает угрозу пожара или взрыва, нарушает санитарные нормы, приводит к потерям магния. Кроме того, лигатура никель-магний имеет плотность меньше, чем жаропрочный никелевый сплав, подлежащий легированию, поэтому при введении лигатуры в легируемый расплав она находится на его поверхности при температуре выше 1500°С. Интенсивное испарение магния из лигатуры приводит к низкому усвоению магния расплавов и оседанию конденсата на стенках вакуумной печи, что создает угрозу его возгорания при разгерметизации печи.Since the boiling point of magnesium at atmospheric pressure is 1107 ° C, the preparation of this ligature is accompanied by a rapid release of magnesium vapor and its burning, which creates a fire or explosion hazard, violates sanitary standards, and leads to magnesium loss. In addition, the nickel-magnesium ligature has a density lower than the heat-resistant nickel alloy to be alloyed; therefore, when the ligature is introduced into the alloyed melt, it is on its surface at a temperature above 1500 ° C. Intensive evaporation of magnesium from the ligature leads to low absorption of magnesium melts and the deposition of condensate on the walls of the vacuum furnace, which creates a risk of ignition during depressurization of the furnace.
Известна лигатура, содержащая вольфрам, магний и никель при следующем соотношении компонентов, мас.%: вольфрам - 25…35; магний 2…10; никель остальное (Заявка РФ на изобретение №2004138051, опубл. 2006).Known ligature containing tungsten, magnesium and Nickel in the following ratio of components, wt.%: Tungsten - 25 ... 35; magnesium 2 ... 10; Nickel the rest (RF Application for the invention No. 2004138051, publ. 2006).
Введение вольфрама в состав лигатуры повышает ее плотность, что способствует погружению лигатуры в легируемый расплав и повышает степень усвояемости магния легируемым расплавом. Однако получение самой лигатуры также происходит при температуре не менее 1500°С, что приводит к интенсивному испарению магния.The introduction of tungsten in the composition of the ligature increases its density, which contributes to the immersion of the ligature in the alloyed melt and increases the degree of assimilation of magnesium alloyed melt. However, the master alloy itself also occurs at a temperature of at least 1500 ° C, which leads to intense evaporation of magnesium.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является предотвращение испарения и окисления магния при производстве лигатуры, за счет снижения температуры этого производства, а также снижение потерь магния при введении лигатуры в легируемый расплав.The technical result to which the claimed invention is directed is to prevent the evaporation and oxidation of magnesium in the production of ligatures, by lowering the temperature of this production, as well as reducing the loss of magnesium when introducing the ligature into the alloyed melt.
Технический результат достигается тем, что лигатура для жаропрочных никелевых сплавов содержит порошок вольфрама, пропитанный расплавом сплава магния и алюминия, при этом количество вольфрама в лигатуре составляет 80-95 мас.%, а количество магния в сплаве составляет 35-70 мас.%.The technical result is achieved in that the ligature for heat-resistant nickel alloys contains tungsten powder impregnated with a molten alloy of magnesium and aluminum, while the amount of tungsten in the ligature is 80-95 wt.%, And the amount of magnesium in the alloy is 35-70 wt.%.
Применение в составе лигатуры алюминия взамен никеля и выполнение лигатуры в виде соединения твердых порошковых частиц вольфрама с расплавом, включающим магний и алюминий, исключает из процесса изготовления лигатуры плавление тугоплавкого вольфрама и позволяет снизить температуру производства лигатуры до 500°С, при которой не происходит испарение и окисление магния в воздушной атмосфере.The use of aluminum instead of nickel in the composition of the ligature and the implementation of the ligature in the form of a combination of solid tungsten powder particles with a melt including magnesium and aluminum excludes melting of refractory tungsten from the ligature manufacturing process and allows reducing the ligature production temperature to 500 ° C, at which evaporation does not occur and oxidation of magnesium in the air.
Содержание в лигатуре вольфрама в количестве от 80 до 95 мас.% позволяет увеличить плотность лигатуры до значений, значительно превышающих плотность жаропрочного никелевого сплава, что обеспечивает погружение лигатуры вглубь ванны, где происходит ее растворение при высоком усвоении магния легируемым расплавом.The content in the ligature of tungsten in an amount of from 80 to 95 wt.% Allows you to increase the density of the ligature to values significantly higher than the density of the heat-resistant nickel alloy, which ensures the ligature is immersed deep into the bath, where it dissolves with high absorption of magnesium by alloyed melt.
При содержании вольфрама менее 80 мас.% плотность лигатуры уменьшится, что приведет к снижению степени усвоения ее активных компонентов расплавом, а содержание вольфрама более 95% приведет к снижению качества лигатуры.When the tungsten content is less than 80 wt.%, The ligature density will decrease, which will lead to a decrease in the degree of assimilation of its active components by the melt, and the tungsten content of more than 95% will lead to a decrease in the quality of the ligature.
Содержание в сплаве магний-алюминий магния в количестве 35-70% обусловлено необходимостью обеспечения низкой температуры плавления сплава магний-алюминий и определено экспериментальным путем. При увеличении содержания магния в сплаве свыше 70% значительно возрастает опасность возгорания магния, а снижение содержания магния в сплаве ниже 35% экономически не оправдано, поскольку сама лигатура производится с целью введения магния в легируемый расплав.The content in the magnesium-aluminum alloy of magnesium in an amount of 35-70% is due to the need to ensure a low melting point of the magnesium-aluminum alloy and is determined experimentally. With an increase in the magnesium content in the alloy over 70%, the risk of ignition of magnesium significantly increases, and a decrease in the magnesium content in the alloy below 35% is not economically justified, since the ligature itself is made to introduce magnesium into the alloyed melt.
Предлагаемую лигатуру изготавливают путем пропитывания тугоплавких частиц расплавом связующего, где в качестве тугоплавких частиц используют порошковые частицы вольфрама, а в качестве связующего используют сплав магний-алюминий. Пропитывание производят, например, следующим образом.The proposed ligature is made by impregnating refractory particles with a binder melt, where tungsten powder particles are used as refractory particles, and a magnesium-aluminum alloy is used as a binder. Impregnation is carried out, for example, as follows.
В форму засыпают порошок вольфрама при комнатной температуре в воздушной среде. Заливают порошок расплавом магний-алюминий. Количество заливаемого расплава по отношению к количеству засыпанного порошка по массе составляет от 1/19 до 1/5, и зависит от фракции используемого порошка. При использовании порошка вольфрама с крупной фракцией количество использованного расплава для заполнения пор между этими частицами увеличится, а при использовании порошка, представляющего собой смесь порошков с различными фракциями, ввиду уменьшения пор между порошковыми частицами, количество используемого расплава уменьшится. Форму нагревают до температуры, 490-500°С, после чего ее помещают в вакуумную камеру для дегазации, после которой камеру заполняют атмосферным воздухом, и охлаждают форму с обеспечением течения расплава в поры между тугоплавкими частицами вольфрама. Пропитывание порошка вольфрама сплавом алюминий-магний при температуре 490-500°С исключает горение магния и его окисление в воздушной атмосфере.Tungsten powder is poured into the mold at room temperature in air. The powder is poured with a magnesium-aluminum melt. The amount of molten melt poured in relation to the amount of powdered powder by weight is from 1/19 to 1/5, and depends on the fraction of the powder used. When using a tungsten powder with a large fraction, the amount of melt used to fill the pores between these particles will increase, and when using a powder, which is a mixture of powders with different fractions, due to the reduction of pores between the powder particles, the amount of melt used will decrease. The mold is heated to a temperature of 490-500 ° C, after which it is placed in a vacuum chamber for degassing, after which the chamber is filled with atmospheric air, and the mold is cooled so that the melt flows into the pores between the refractory tungsten particles. The impregnation of tungsten powder with an aluminum-magnesium alloy at a temperature of 490-500 ° C excludes the burning of magnesium and its oxidation in the air.
Навеску полученной лигатуры вводят в ванну с расплавом легируемого сплава - жаропрочного никелевого сплава при температуре 1550°С. Поскольку плотность лигатуры превышает плотность легируемого сплава, навеска лигатуры погружается внутрь ванны, где происходит ее растворение при высоком усвоении магния расплавом. Значение плотности лигатуры зависит от количества содержащегося в ней вольфрама, составляющего от 80 до 95 мас.% в зависимости от размеров частиц использованного порошка. Например, при использовании порошка вольфрама с размером частиц более 0,2 мм плотность лигатуры составляет 11,1 г/см3.A portion of the resulting ligature is introduced into the bath with the melt of the alloyed alloy — a heat-resistant nickel alloy at a temperature of 1550 ° C. Since the density of the ligature is higher than the density of the alloy being alloyed, a sample of the ligature is immersed inside the bath, where it dissolves with high absorption of magnesium by the melt. The density value of the ligature depends on the amount of tungsten contained in it, comprising from 80 to 95 wt.% Depending on the particle size of the powder used. For example, when using tungsten powder with a particle size of more than 0.2 mm, the ligature density is 11.1 g / cm 3 .
Поскольку количество магния в составе жаропрочного никелевого сплава по технологической инструкции должно составлять 0,001%, количество лигатуры, вводимой в легируемый сплав, рассчитывается исходя из заданной массы легируемого сплава с учетом содержания в нем магния в количестве 0,001%.Since the amount of magnesium in the composition of the heat-resistant nickel alloy according to the technological instruction should be 0.001%, the amount of ligature introduced into the alloyed alloy is calculated based on the given mass of the alloyed alloy taking into account the magnesium content in it in the amount of 0.001%.
Введенные в легируемый сплав вместе с лигатурой алюминий и вольфрам, никак не изменяют структуру и свойства этого сплава, поскольку их количество несравнимо мало относительно количества алюминия и вольфрама, изначально входящих в состав жаропрочного никелевого сплава.Alloyed with aluminum and tungsten alloys together with the alloys, they do not change the structure and properties of this alloy, since their amount is incomparably small relative to the amount of aluminum and tungsten, which were originally part of the heat-resistant nickel alloy.
Предлагаемая лигатура магний-алюминий-вольфрам для жаропрочных никелевых сплавов позволяет обеспечить качественное введение магния в легируемый расплав, предотвратить испарение и окисление магния при производстве лигатуры, а также исключить это производство из разряда пожаро- и взрывоопасных. Кроме того, снижаются затраты на производство лигатуры, за счет применения низкотемпературных печей, потребляющих в сравнении с высокотемпературными печами значительное меньшее количество электроэнергии.The proposed magnesium-aluminum-tungsten ligature for heat-resistant nickel alloys makes it possible to ensure high-quality introduction of magnesium into the alloyed melt, to prevent evaporation and oxidation of magnesium during ligature production, and also to exclude this production from the category of fire and explosion hazard. In addition, the cost of producing a master alloy is reduced due to the use of low-temperature furnaces, which consume a significantly smaller amount of electricity in comparison with high-temperature furnaces.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009139038/02A RU2419665C1 (en) | 2009-10-23 | 2009-10-23 | Addition alloy for heat resistant nickel alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009139038/02A RU2419665C1 (en) | 2009-10-23 | 2009-10-23 | Addition alloy for heat resistant nickel alloys |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009139038A RU2009139038A (en) | 2011-04-27 |
| RU2419665C1 true RU2419665C1 (en) | 2011-05-27 |
Family
ID=44731314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009139038/02A RU2419665C1 (en) | 2009-10-23 | 2009-10-23 | Addition alloy for heat resistant nickel alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2419665C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3649255A (en) * | 1970-05-25 | 1972-03-14 | Cyclops Corp Universal | Corrosion-resistant nickel-molybdenum alloys |
| GB1288215A (en) * | 1968-10-07 | 1972-09-06 | ||
| RU1520871C (en) * | 1987-12-22 | 1994-06-30 | ВНИИ авиационных материалов | Alloy on nickel-base |
| RU2323996C2 (en) * | 2004-12-24 | 2008-05-10 | Борис Владимирович Ощепков | Mixture for alloy |
-
2009
- 2009-10-23 RU RU2009139038/02A patent/RU2419665C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1288215A (en) * | 1968-10-07 | 1972-09-06 | ||
| US3649255A (en) * | 1970-05-25 | 1972-03-14 | Cyclops Corp Universal | Corrosion-resistant nickel-molybdenum alloys |
| RU1520871C (en) * | 1987-12-22 | 1994-06-30 | ВНИИ авиационных материалов | Alloy on nickel-base |
| RU2323996C2 (en) * | 2004-12-24 | 2008-05-10 | Борис Владимирович Ощепков | Mixture for alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009139038A (en) | 2011-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9085815B2 (en) | Magnesium alloy for room temperature and manufacturing method thereof | |
| KR101206947B1 (en) | Plate brick and manufacturing method therefor | |
| CN101857934B (en) | Heat-resistant magnesium alloy and preparation method thereof | |
| US20160053347A1 (en) | Method for producing zinc alloy | |
| CN102660701A (en) | Preparation method of cocrystallized Al-Si alloy piston material | |
| RU2515411C1 (en) | Method of titanium-based alloys production | |
| RU2419665C1 (en) | Addition alloy for heat resistant nickel alloys | |
| CN103074510A (en) | Refining method of aluminum-magnesium-series cast aluminum alloy material | |
| KR101434262B1 (en) | Aluminium alloy and manufacturing method thereof | |
| CN113976841B (en) | Protective agent for magnesium alloy melt pouring, magnesium alloy casting and preparation method thereof | |
| KR101335006B1 (en) | Magnesium alloy and manufacturing method thereof using silicon oxide and calcium oxide | |
| RU2523049C1 (en) | Method of gamma-aluminide titanium-based alloys production | |
| CN102644012A (en) | Preparation method of cocrystallized Al-Si alloy piston material | |
| CN102660702A (en) | Eutectic aluminum-silicon alloy piston material | |
| JPS591781B2 (en) | Porous aluminum sintered alloy sliding member | |
| CN102228961B (en) | Insulation Feeding Method for Magnesium Alloy Ingot Casting | |
| EP2374906B1 (en) | Manufacturing method of a magnesium alloy for room temperature applications | |
| CN103469040A (en) | Composite rare earth Nd and Y added flame-retardant magnesium alloy and ignition point testing method thereof | |
| JP5761335B2 (en) | Method for adding zinc to molten steel and method for producing zinc-added steel | |
| RU2277589C2 (en) | Modifying master alloy for cast iron producing method | |
| RU2693276C1 (en) | Wire for bucket treatment of steel | |
| CN107760915A (en) | A kind of Cu Li Ge cupraliths for substituting beryllium-bronze | |
| RU1768349C (en) | Mixture for heating killed steel ingots | |
| RU2284876C1 (en) | Exothermic mixture for heating of ingot head part during pouring of steels and alloys | |
| CN102676888A (en) | Eutectic aluminum silicon alloy piston material of vehicle engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161024 |