RU2776265C1 - Method for producing molybdenum-based heat-resistant alloys - Google Patents
Method for producing molybdenum-based heat-resistant alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2776265C1 RU2776265C1 RU2021111308A RU2021111308A RU2776265C1 RU 2776265 C1 RU2776265 C1 RU 2776265C1 RU 2021111308 A RU2021111308 A RU 2021111308A RU 2021111308 A RU2021111308 A RU 2021111308A RU 2776265 C1 RU2776265 C1 RU 2776265C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reaction mixture
- mixture
- producing
- resistant alloys
- molybdenum
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 14
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 abstract description 3
- 229910016005 MoSiB Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 6
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910008423 Si—B Inorganic materials 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021343 molybdenum disilicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910002059 quaternary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к способам получения композиционных материалов, которые могут быть использованы в области авиационного двигателестроения для получения лопаток и защитных покрытий на бандажных полках лопаток газотурбинных двигателей и газотурбинных установок.The invention relates to powder metallurgy, in particular, to methods for producing composite materials that can be used in the field of aircraft engine building to produce blades and protective coatings on the shroud shelves of the blades of gas turbine engines and gas turbine plants.
Известен способ получения композиционных материалов (КМ) в котором при нагреве смеси элементов Mo, Si и В и последующем быстром охлаждении формируется матрица твердого раствора на основе Мо и в ней распределены включения Mo/Si и/или Mo/Si/B. Полученные КМ обладают высокой жаропрочностью и жаростойкостью. При добавлении Nb и последующем горячем изостатическим прессовании были получены высокоплотные KM (Mo/Nb/Si/B) с температурой плавления, превышающей 1950°С (Статья "Byuna Jong Min, Bangb Su-Ryong, Kim Se Hoon, Choib Won June, Do Young. Mechanical properties of Mo-Nb-Si-B Quaternary Alloy Fabricated by Powder Metallurgical Method // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2017. V. 65. P. 14-18").There is a known method for producing composite materials (CM) in which, when a mixture of elements Mo, Si and B is heated and then rapidly cooled, a solid solution matrix based on Mo is formed and Mo/Si and/or Mo/Si/B inclusions are distributed in it. The resulting CMs have high heat resistance and heat resistance. By adding Nb and subsequent hot isostatic pressing, high-density KM (Mo/Nb/Si/B) with a melting point exceeding 1950°C was obtained (Article "Byuna Jong Min, Bangb Su-Ryong, Kim Se Hoon, Choib Won June, Do Young. Mechanical properties of Mo-Nb-Si-B Quaternary Alloy Fabricated by Powder Metallurgical Method // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2017. V. 65. P. 14-18").
Недостаток способа состоит в низкой его производительности, высоких энергозатратах, использовании дорогостоящего импортного оборудования.The disadvantage of this method is its low productivity, high energy consumption, the use of expensive imported equipment.
Известен способ получения литого дисилицида молибдена, включающий приготовление реакционной смеси порошков исходных компонентов, содержащей оксид молибдена VI, алюминий, кремний и оксид кремния, помещение реакционной смеси в реактор СВС в форме из тугоплавкого материала, выполненной из кварца, графита или нержавеющей стали, воспламенение смеси с последующим реагированием ее компонентов в режиме горения под давлением газа 0,1-10 МПа, выбранного из ряда, включающего аргон, азот, воздух или их смеси, при этом реакционную смесь готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид молибдена VI 37,0-58,0 алюминий 8,0-32,0 кремний 22,0-34,0, оксид кремния остальное (Патент №2367702 C1, С22С 29/18, B22F 3/23, 20.09.2009 г.).A known method for producing cast molybdenum disilicide, which includes preparing a reaction mixture of powders of the starting components containing molybdenum VI oxide, aluminum, silicon and silicon oxide, placing the reaction mixture in an SHS reactor in the form of a refractory material made of quartz, graphite or stainless steel, igniting the mixture followed by the reaction of its components in the combustion mode under a gas pressure of 0.1-10 MPa, selected from a range including argon, nitrogen, air or mixtures thereof, while the reaction mixture is prepared in the following ratio, wt.%: molybdenum oxide VI 37 0-58.0 aluminum 8.0-32.0 silicon 22.0-34.0, silicon oxide the rest (Patent No. 2367702 C1, C22C 29/18, B22F 3/23, 09/20/2009).
Недостатком способа является невозможность получения беспористого слитка из жаропрочного материала на основе молибдена и малые размеры, ограниченные размером реактора.The disadvantage of this method is the impossibility of obtaining a non-porous ingot from heat-resistant material based on molybdenum and small size, limited by the size of the reactor.
Наиболее близким аналогом к заявляемому является способ получения литого КМ на основе кобальта в режиме горения, который включает приготовление реакционной смеси исходных компонентов, содержащей оксид кобальта, оксид молибдена, алюминий, углерод, оксид хрома III, оксид ниобия и оксид вольфрама, помещение реакционной смеси в тугоплавкую форму с размещенным между исходной смесью и стенкой формы функциональным слоем из оксида алюминия толщиной 5-10 мм, размещение формы на центрифуге, воспламенение смеси и проведение синтеза в режиме горения при центробежном ускорении 200-300 g с последующим отделением литого сплава на основе кобальта от продукта синтеза, при этом исходную смесь готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид молибдена 1,1-1,8, алюминий 20,0-23,5, углерод 2,2-2,8, оксид хрома III 15,0-19,0, оксид ниобия 13,0-16,0, оксид вольфрама 1,0-2,8, оксид кобальта 35,0-45,0 (Патент №2534325 C1, B22F 3/23, С22С 1/04, 27.11.2014 г.).The closest analogue to the claimed is a method for producing cast CM based on cobalt in the combustion mode, which includes preparing a reaction mixture of initial components containing cobalt oxide, molybdenum oxide, aluminum, carbon, chromium III oxide, niobium oxide and tungsten oxide, placing the reaction mixture in a refractory mold with a functional layer of aluminum oxide 5–10 mm thick placed between the initial mixture and the mold wall; synthesis product, while the initial mixture is prepared in the following ratio of components, wt.%: molybdenum oxide 1.1-1.8, aluminum 20.0-23.5, carbon 2.2-2.8, chromium oxide III 15, 0-19.0, niobium oxide 13.0-16.0, tungsten oxide 1.0-2.8, cobalt oxide 35.0-45.0 (Patent No. 2534325 C1, B22F 3/23, C22C 1/04 , November 27, 2014).
Недостатком этого способа является то, что он не позволяет получать литые композиционные материалы на основе молибдена, имеющих высокую прочность при высокой температуре.The disadvantage of this method is that it does not allow to obtain cast composite materials based on molybdenum, having high strength at high temperature.
Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка высокопроизводительной одностадийной технологии с малыми энергозатратами и высоким выходом целевого продукта, которая позволяет получать композиционные материалы на основе MoSiB.The technical result of the claimed invention is the development of a high-performance single-stage technology with low energy consumption and high yield of the target product, which allows to obtain composite materials based on MoSiB.
Технический результат достигается тем, что способ получения жаропрочных сплавов на основе молибдена включает приготовление исходной реакционной смеси, помещение исходной реакционной смеси в тугоплавкую форму, размещение формы на центрифуге, воспламенение смеси и проведение синтеза в режиме горения при центробежном ускорении 100-200 g с последующим отделением литого сплава от шлака, при этом готовят исходную реакционную смесь при следующем соотношении компонентов в реакционной смеси, мас.%: МоО3 - 71,0-72,0%, Al - 26,1-27,1, Si - 1,4%, В - 0,5%, причем в приготовленную реакционную смесь может быть дополнительно введен Аl2O3 в количестве 10-15% от веса исходной реакционной смеси или может быть дополнительно введена стехиометрическая легирующая смесь Nb2O5 с Аl в количестве 6-7% от исходной смеси.The technical result is achieved by the fact that the method for producing heat-resistant alloys based on molybdenum includes preparing the initial reaction mixture, placing the initial reaction mixture in a refractory mold, placing the mold on a centrifuge, igniting the mixture and carrying out the synthesis in combustion mode at a centrifugal acceleration of 100-200 g, followed by separation cast alloy from slag, while preparing the initial reaction mixture in the following ratio of components in the reaction mixture, wt.%: MoO 3 - 71.0-72.0%, Al - 26.1-27.1, Si - 1.4 %, B - 0.5%, and Al 2 O 3 in the amount of 10-15% by weight of the initial reaction mixture can be additionally introduced into the prepared reaction mixture, or a stoichiometric doping mixture of Nb 2 O 5 with Al in the amount of 6 can be additionally introduced -7% of the original mixture.
Сущность способа заключается в следующем. В экспериментах используют высокоэкзотермические смеси МоО3, Nb2O5, Al, Si, которые удовлетворяют следующим условиям:The essence of the method is as follows. In experiments, highly exothermic mixtures of MoO 3 , Nb 2 O 5 , Al, Si are used, which satisfy the following conditions:
1) смеси способны гореть;1) mixtures are capable of burning;
2) целевыми продуктами горения смесей является жаростойких сплавов Mo/Si/B и Mo/Nb/Si/B;2) target combustion products of mixtures are heat-resistant alloys Mo/Si/B and Mo/Nb/Si/B;
3) температура горения превышает температуру плавления жаростойкого сплава и шлаковой фазы (Аl2O3).3) the combustion temperature exceeds the melting temperature of the heat-resistant alloy and the slag phase (Al 2 O 3 ).
При выполнении условий (1) - (3) реализуется процесс, включающий следующие стадии:When conditions (1) - (3) are met, a process is implemented that includes the following stages:
- воспламенение и горение исходной смеси,- ignition and combustion of the initial mixture,
- гравитационная сепарация расплавов Mo/Si/B и Mo/Nb/Si/B и шлакового продуктов,- gravity separation of Mo/Si/B and Mo/Nb/Si/B melts and slag products,
- охлаждение и кристаллизация расплавов.- cooling and crystallization of melts.
Введение 10-15 мас.% Аl2O3, а также воздействие центробежной силы подавляет разброс смеси при горении и приводит к сепарации расплавов металлической и шлаковой фаз продуктов горения.The introduction of 10-15 wt.% Al 2 O 3 and the impact of centrifugal force suppresses the dispersion of the mixture during combustion and leads to the separation of melts of the metal and slag phases of the combustion products.
Техническая задача решается за счет выбора состава исходной смеси, включающей МоО3 - 71,0-72,0%, Аl - 26,1-27,1, Si - 1,4%, В - 0,5%, и создания высокой перегрузки (100-200 g), позволяющей подавить разброс смеси при горении и реализовать высокий выход целевого продукта и получить жаростойкие и жаропрочные сплавы на основе молибдена с превышающими характеристиками промышленных сплавов. Полученные композиционные материалы Mo/Si/B и Mo/Nb/Si/B обладают уникальными свойствами; высокой стойкостью к окислению и высокой прочностью при при высокой температуре. Введение добавки 6,0 -7,0 (вес.%) стехиометрической легирующей смеси Nb2O5 и Аl позволяет уменьшить разброс смеси при горении и позволяет увеличить прочность КМ при высокой температуре.The technical problem is solved by choosing the composition of the initial mixture, including MoO 3 - 71.0-72.0%, Al - 26.1-27.1, Si - 1.4%, B - 0.5%, and creating a high overload (100-200 g), which makes it possible to suppress the dispersion of the mixture during combustion and realize a high yield of the target product and obtain heat-resistant and heat-resistant alloys based on molybdenum with exceeding the characteristics of industrial alloys. The obtained composite materials Mo/Si/B and Mo/Nb/Si/B have unique properties; high oxidation resistance and high strength at high temperature. The introduction of an additive of 6.0–7.0 (wt.%) of a stoichiometric doping mixture of Nb2O5 and Al makes it possible to reduce the dispersion of the mixture during combustion and makes it possible to increase the strength of the CM at high temperature.
Вне заявленных пределов по составу и величине перегрузки процесс горения сопровождается высокой потерей целевого продукта, а жаропрочный сплав формируется с низкими характеристиками по жаропрочности и жаростойкости.Outside the stated limits on the composition and magnitude of the overload, the combustion process is accompanied by a high loss of the target product, and the heat-resistant alloy is formed with low characteristics in terms of heat resistance and heat resistance.
Сущность способа подтверждена примерами.The essence of the method is confirmed by examples.
Пример 1Example 1
Готовят реакционную смесь исходных компонентов при следующем соотношении, мас.%: оксид молибдена - 71,5, алюминий - 26.6, кремний - 1,4. бор - 0,5, помещают смесь в тугоплавкую форму, размещают форму в центрифуге, воспламеняют смесь и проводят синтез в режиме горения при центробежном ускорении, равном 150 g. После завершения процесса горения, продукт синтеза охлаждают и извлекают из рабочей камеры центробежной установки. Продукт горения представляет собой двухслойный слиток: верхний слой - оксидный раствор на основе корунда, нижний слой - (целевой продукт) представляет собой жаропрочный сплав. Выход целевого продукта (композиционного материала) составляет - 70 мас.% от расчетной величины. Композиционный материал содержит в своем составе (мас.%): молибден - 96,2, кремний - 2,8, бор - 1,0.Prepare the reaction mixture of the starting components in the following ratio, wt.%: molybdenum oxide - 71.5, aluminum - 26.6, silicon - 1.4. boron - 0.5, the mixture is placed in a refractory form, the form is placed in a centrifuge, the mixture is ignited and the synthesis is carried out in the combustion mode at a centrifugal acceleration equal to 150 g. After the combustion process is completed, the synthesis product is cooled and removed from the working chamber of the centrifugal installation. The combustion product is a two-layer ingot: the top layer is an oxide solution based on corundum, the bottom layer (target product) is a heat-resistant alloy. The output of the target product (composite material) is 70 wt.% of the calculated value. The composite material contains in its composition (wt.%): molybdenum - 96.2, silicon - 2.8, boron - 1.0.
Пример 2Example 2
Готовят реакционную смесь, включающую 87,5 мас.% состава, и 12,5 мас.% оксида алюминия (Аl2O3), при следующем соотношении компонентов в составе мас.%: оксида молибдена - 71,5, алюминий - 26.6, кремний - 1,4. бор - 0,5. Смесь помещают в тугоплавкую форму, размещают форму в центрифуге, воспламеняют смесь и проводят синтез в режиме горения при центробежном ускорении, равном 150 g. После завершения процесса горения, продукт синтеза охлаждают и извлекают из реактора. Продукт горения представляет собой двухслойный слиток: верхний слой - оксидный раствор на основе корунда, нижний слой - (целевой продукт) представляет собой жаропрочный сплав. Выход целевого продукта (композиционного материала) составляет - 90-95 мас.% от расчетной величины. Композиционный материал содержит в своем составе (мас.%): молибден - 96,2, кремний - 2,8, бор - 1,0.A reaction mixture is prepared containing 87.5 wt.% of the composition and 12.5 wt.% of aluminum oxide (Al2O3), with the following ratio of components in the wt.% composition: molybdenum oxide - 71.5, aluminum - 26.6, silicon - 1 ,four. boron - 0.5. The mixture is placed in a refractory mold, the mold is placed in a centrifuge, the mixture is ignited, and the synthesis is carried out in the combustion mode at a centrifugal acceleration of 150 g. After the combustion process is completed, the synthesis product is cooled and removed from the reactor. The combustion product is a two-layer ingot: the top layer is an oxide solution based on corundum, the bottom layer (target product) is a heat-resistant alloy. The output of the target product (composite material) is 90-95 wt.% of the calculated value. The composite material contains in its composition (wt.%): molybdenum - 96.2, silicon - 2.8, boron - 1.0.
Пример 3Example 3
Готовят реакционную смесь, включающую 93,5 мас.% состава, и дополнительно вводят в него 6,5% (вес.) стехиометрической легирующей смеси Nb2O5 с Аl, при следующем соотношении компонентов в составе % масс: оксида молибдена - 71,5, алюминий - 26.6, кремний - 1,4. бор - 0,5. Соотношение компонентов в стехиометрической легирующей смеси, мас.%: Nb2O5 75, Аl - 25. Смесь помещают в тугоплавкую форму, размещают форму в центрифуге, воспламеняют смесь и проводят синтез в режиме горения при центробежном ускорении, равном 150 g. После завершения процесса горения, продукт синтеза охлаждают и извлекают из реактора. Продукт горения представляет собой двухслойный слиток: верхний слой - оксидный раствор на основе корунда, нижний слой - (целевой продукт) представляет собой жаропрочный сплав. Выход целевого продукта (композиционного материала) составляет 90-95% (мас.%) от расчетной величины. Жаропрочный сплав содержит в своем составе, (мас.%): молибден - 92,8, ниобий - 3,4, кремний - 2,8, бор - 1,0. Все остальные примеры сведены в табл. 1.A reaction mixture is prepared containing 93.5 wt.% of the composition, and additionally 6.5% (wt.) of a stoichiometric doping mixture of Nb 2 O 5 with Al is added to it, in the following ratio of components in the composition of wt %: molybdenum oxide - 71, 5, aluminum - 26.6, silicon - 1.4. boron - 0.5. The ratio of components in the stoichiometric doping mixture, wt.%: Nb2O5 75, Al - 25. The mixture is placed in a refractory mold, the mold is placed in a centrifuge, the mixture is ignited and the synthesis is carried out in the combustion mode at a centrifugal acceleration of 150 g. After the combustion process is completed, the synthesis product is cooled and removed from the reactor. The combustion product is a two-layer ingot: the top layer is an oxide solution based on corundum, the bottom layer (target product) is a heat-resistant alloy. The output of the target product (composite material) is 90-95% (wt.%) of the calculated value. The heat-resistant alloy contains in its composition, (wt.%): molybdenum - 92.8, niobium - 3.4, silicon - 2.8, boron - 1.0. All other examples are summarized in Table. one.
Таким образом, заявляемый способ позволяет получать литые жаропрочные сплавы на основе молибдена, которые имеют перспективу промышленного освоения в авиационном двигателестроении для изготовления лопаток и защитных покрытий на бандажных полках лопаток газотурбинных двигателей и газотурбинных установок. Способ обладает высокой производительностью, малым энергопотреблением и высоким выходом целевого продукта. Способ экологически чист, т.к. в продуктах синтеза отсутствуют газообразные продукты, загрязняющие атмосферу.Thus, the claimed method makes it possible to obtain cast heat-resistant alloys based on molybdenum, which have the prospect of industrial development in aircraft engine building for the manufacture of blades and protective coatings on shroud shelves of blades of gas turbine engines and gas turbine plants. The method has high productivity, low energy consumption and high yield of the target product. The method is environmentally friendly, because there are no gaseous products polluting the atmosphere in the synthesis products.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2776265C1 true RU2776265C1 (en) | 2022-07-15 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2816713C1 (en) * | 2023-06-13 | 2024-04-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук | Method for producing refractory material |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5364442A (en) * | 1991-06-14 | 1994-11-15 | Moltech Invent S.A. | Composite electrode for electrochemical processing having improved high temperature properties and method for preparation by combustion synthesis |
| RU2270877C1 (en) * | 2004-09-01 | 2006-02-27 | Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии наук | Method of production of cast alloy in burning mode |
| RU2367702C1 (en) * | 2008-05-07 | 2009-09-20 | Учреждение Российской академии наук Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН | Method of receiving of cast molybdenum disilicide in combustion mode |
| RU2419664C1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-05-27 | Учреждение Российской академии наук Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН | Charge for production of cast composite material -dicilicide of molybdenum and tungsten - under combustion mode |
| RU2534325C1 (en) * | 2013-07-29 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук | Method for obtaining heat-resistant alloys |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5364442A (en) * | 1991-06-14 | 1994-11-15 | Moltech Invent S.A. | Composite electrode for electrochemical processing having improved high temperature properties and method for preparation by combustion synthesis |
| RU2270877C1 (en) * | 2004-09-01 | 2006-02-27 | Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии наук | Method of production of cast alloy in burning mode |
| RU2367702C1 (en) * | 2008-05-07 | 2009-09-20 | Учреждение Российской академии наук Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН | Method of receiving of cast molybdenum disilicide in combustion mode |
| RU2419664C1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-05-27 | Учреждение Российской академии наук Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН | Charge for production of cast composite material -dicilicide of molybdenum and tungsten - under combustion mode |
| RU2534325C1 (en) * | 2013-07-29 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук | Method for obtaining heat-resistant alloys |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2816713C1 (en) * | 2023-06-13 | 2024-04-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук | Method for producing refractory material |
| RU2819548C1 (en) * | 2023-07-28 | 2024-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр Исследований, Дизайна и Технологии" | Method of producing chromium-molybdenum-tungsten alloy in process combustion mode |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bewlay et al. | Ultrahigh-temperature Nb-silicide-based composites | |
| Sanin et al. | Centrifugal SHS metallurgy of nickel aluminide-based eutectic alloys | |
| RU2623540C1 (en) | Granulated high-temperature nickel alloy and product manufactured therefrom | |
| CN104451320B (en) | Method for preparing Mo(Si, Al)2-SiC cermet composite material by reaction method | |
| RU2607857C1 (en) | Method of producing electrodes from nickel aluminide-based alloys | |
| RU2776265C1 (en) | Method for producing molybdenum-based heat-resistant alloys | |
| CN108251670B (en) | Preparation method of high-temperature-resistant intermetallic compound alloy | |
| CN112267055A (en) | A kind of ZrTi-based eutectic high-entropy alloy and preparation method thereof | |
| CN104451319A (en) | Method for preparing Mo (Si, al)2-SiC cermet composite material by reactive infiltration method | |
| CN107012380A (en) | A kind of preparation method of Self- propagating Sintering Synthetic founding high-entropy alloy | |
| RU2644834C1 (en) | Method for producing metal-ceramic powder composition | |
| RU2630740C1 (en) | Method for preparing alloy billets based on tini intermetallide | |
| Miloserdov et al. | High-temperature synthesis of cast Cr2AlC at an inert gas overpressure | |
| RU2534325C1 (en) | Method for obtaining heat-resistant alloys | |
| RU2813343C1 (en) | Method for producing heat-resistant alloys based on cobalt | |
| RU2523049C1 (en) | Method of gamma-aluminide titanium-based alloys production | |
| WO2020032235A1 (en) | NITRIDE-DISPERSED MOLDED BODY WHICH IS FORMED OF Ni-BASED ALLOY | |
| CN101429607B (en) | Special particle reinforced high-temperature alloy and method for producing the same | |
| Yukhvid et al. | Centrifugal SHS-metallurgy of nitrogen steels | |
| RU2270877C1 (en) | Method of production of cast alloy in burning mode | |
| CN114807722A (en) | Ternary carbide/AlSi 7Mg composite material and application thereof | |
| JP6213185B2 (en) | Nickel base alloy | |
| CA3093487A1 (en) | High-performance metal alloy for additive manufacturing of machine components | |
| JPS63273562A (en) | Method for manufacturing Ti-Al alloy castings | |
| RU2824506C1 (en) | ALLOY BASED ON INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al, METHOD OF ITS PRODUCTION AND METHOD OF MAKING ARTICLES FROM IT |