RU2791029C1 - Nickel alloy with good corrosion resistance and high tensile strength and method for production of semi-products - Google Patents
Nickel alloy with good corrosion resistance and high tensile strength and method for production of semi-products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2791029C1 RU2791029C1 RU2021126173A RU2021126173A RU2791029C1 RU 2791029 C1 RU2791029 C1 RU 2791029C1 RU 2021126173 A RU2021126173 A RU 2021126173A RU 2021126173 A RU2021126173 A RU 2021126173A RU 2791029 C1 RU2791029 C1 RU 2791029C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- semi
- ingots
- annealing
- temperature
- alloy
- Prior art date
Links
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title description 19
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title description 16
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 97
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 97
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 43
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000010313 vacuum arc remelting Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 53
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 52
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 37
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 19
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 19
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 16
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims description 14
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 230000035882 stress Effects 0.000 claims description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 11
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 3
- VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N [O].[Ar] Chemical compound [O].[Ar] VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 33
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 33
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 32
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 38
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 238000003483 aging Methods 0.000 description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 description 24
- 101000912561 Bos taurus Fibrinogen gamma-B chain Proteins 0.000 description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 11
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 10
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 8
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 5
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- -1 chromium forms carbides Chemical class 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- RHDUVDHGVHBHCL-UHFFFAOYSA-N niobium tantalum Chemical compound [Nb].[Ta] RHDUVDHGVHBHCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к никелевому сплаву с высокой стойкостью к водородному охрупчиванию и очень хорошими механическими свойствами.The invention relates to a nickel alloy with high resistance to hydrogen embrittlement and very good mechanical properties.
Упрочняемые старением никелевые сплавы на протяжении длительного времени используются в нефтегазовой промышленности в тех случаях, когда требуются повышенные показатели прочности. В этой сфере применения необходима хорошая коррозионная стойкость, в частности, в атмосфере, содержащей H2S и Cl, в сочетании с хорошими механическими свойствами. Предел текучести, ударная вязкость образца с надрезом и прочность являются дополнительными важными критериями при выборе материала. Примеры из уровня техники приведены в таблице 1.Age-hardenable nickel alloys have long been used in the oil and gas industry where higher strength is required. In this application, good corrosion resistance is required, in particular in an atmosphere containing H 2 S and Cl, in combination with good mechanical properties. Yield strength, notched impact strength and strength are additional important criteria when choosing a material. Prior art examples are shown in Table 1.
Для применения в данной области пригоден в числе прочего материал Alloy 718, имеющий следующий химический состав (в масс.%): 18,5% хрома, < 0,1% углерода, 18% железа, 0,9% титана, 0,6% алюминия, 3% молибдена, 5% ниобия + тантал, остальное – никель и обусловленные плавкой примеси. Возрастающие требования к данному материалу делают необходимой разработку нового никелевого сплава с улучшенными свойствами.Suitable materials for this application include, among others, Alloy 718, which has the following chemical composition (in wt.%): 18.5% chromium, < 0.1% carbon, 18% iron, 0.9% titanium, 0.6 % aluminum, 3% molybdenum, 5% niobium + tantalum, the rest is nickel and due to melting impurities. Increasing demands on this material necessitate the development of a new nickel alloy with improved properties.
Сплав Alloy 718 представляет собой материал, который выбирается для случаев применения, при которых требуются наивысшие показатели механической прочности. При этом температура во время применения не превышает около 200°С. Материал обладает хорошими антикоррозионными свойствами против водородного охрупчивания и коррозионного растрескивания, а также высокой механической прочностью. Вследствие репрезентативности использования материала Alloy 718, данный сплав считается основой для совершенствования или новой разработки. Alloy 718 is the material of choice for applications requiring the highest mechanical strength. The temperature during application does not exceed about 200°C. The material has good anti-corrosion properties against hydrogen embrittlement and stress corrosion cracking, as well as high mechanical strength. Due to the representative use of Alloy 718, this alloy is considered the basis for improvement or new development.
Таблица 1. Примеры из уровня техникиTable 1. Prior Art Examples
K-500*Alloy
K-500*
(API Standard 6ACRA *NACE MR 0175).(API Standard 6ACRA *NACE MR 0175).
Сплав Alloy 718 является деформируемым и упрочняемым старением никельхромовым сплавом, разработанным Х. Эйзельштейном и запатентованным в 1962 году, патент № US 3,046,108. Alloy 718 обладает хорошим сочетанием высоких прочностных свойств с хорошей пластичностью в широком температурном диапазоне. Материал был разработан для авиационной промышленности, и несколько лет спустя был внедрён в нефтегазовую промышленность благодаря сочетанию хорошей коррозионной стойкости и хороших механических свойств.Alloy 718 is a deformable and age hardenable nickel-chromium alloy developed by H. Eiselstein and patented in 1962 US Patent No. 3,046,108. Alloy 718 has a good combination of high strength properties with good ductility over a wide temperature range. The material was developed for the aviation industry, and a few years later was introduced to the oil and gas industry due to the combination of good corrosion resistance and good mechanical properties.
В US 3,160,500 раскрыт хромоникелевый сплав с упрочнённой матрицей, который впоследствии привёл к созданию сплава Alloy 625, обладающего сочетанием хороших механических свойств в широком температурном диапазоне и высокой стойкостью к разрушению и напряжению при повышенной температуре. Благодаря своему привлекательному сочетанию прочности и коррозионной стойкости этот материал нашёл широкое применение. Высокие показатели содержания хрома и молибдена обеспечивают хорошую коррозионную стойкость и прочность, а железо и ниобий придают дополнительную прочность. Добавки алюминия и титана служат преимущественно металлургическим целям и для улучшения свариваемости поддерживаются на низком уровне. Сплав имеет следующий состав: 21,44 – 21,68% Cr, 0,02 – 0,03% C, 0,11 – 0,12% Mn, 0,04 – 0,11% Si, 8,83 – 9,1% Mo, до 5,32% W, 4,19 – 4,35% Nb, 0,16 – 0,23% Al, 0,13 – 0,20% Ti, 1,92 – 6,89% Fe, до 0,02% Mg, остальное – Ni.US 3,160,500 discloses a matrix-hardened nickel-chromium alloy that subsequently led to Alloy 625, which has a combination of good mechanical properties over a wide temperature range and high fracture and stress resistance at elevated temperature. Due to its attractive combination of strength and corrosion resistance, this material has found wide application. High levels of chromium and molybdenum provide good corrosion resistance and strength, while iron and niobium provide additional strength. Aluminum and titanium additions serve primarily metallurgical purposes and are kept low to improve weldability. The alloy has the following composition: 21.44 - 21.68% Cr, 0.02 - 0.03% C, 0.11 - 0.12% Mn, 0.04 - 0.11% Si, 8.83 - 9 .1% Mo, up to 5.32% W, 4.19 - 4.35% Nb, 0.16 - 0.23% Al, 0.13 - 0.20% Ti, 1.92 - 6.89% Fe, up to 0.02% Mg, the rest is Ni.
В DE 10 2015 016 729 А1 описан способ получения сплава на основе никеля, при этомDE 10 2015 016 729 A1 describes a method for producing a nickel-based alloy, wherein
- изготавливают электрод в вакуумной индукционной печи,- an electrode is made in a vacuum induction furnace,
- для снижения напряжений и перестаривания электрод подвергают термообработке в печи в температурном диапазоне от 400 до 1250°С в течение 10-336 часов,- to reduce stress and overage the electrode is subjected to heat treatment in an oven in the temperature range from 400 to 1250°C for 10-336 hours,
- на воздухе или в печи, в зависимости от размеров, в частности, диаметра, электрод охлаждают до температуры в диапазоне от комнатной до менее 1250°С, в частности, до менее 900°С,- in air or in an oven, depending on the dimensions, in particular the diameter, the electrode is cooled to a temperature in the range from room temperature to less than 1250°C, in particular to less than 900°C,
- затем охлаждённый электрод переплавляют посредством вакуумно-дугового переплава при скорости переплава от 3,0 до 10,0 кг/мин с получением слитка вакуумно-дугового переплава,- then the cooled electrode is remelted by vacuum arc remelting at a remelting speed of 3.0 to 10.0 kg/min to obtain a vacuum arc remelting ingot,
- полученный слиток вакуумно-дугового переплава подвергают термообработке в печи в температурном диапазоне от 400 до 1250°С в течение 10 – 336 часов,- the resulting ingot of vacuum-arc remelting is subjected to heat treatment in a furnace in the temperature range from 400 to 1250 ° C for 10 - 336 hours,
- в зависимости от размера, в частности, от диаметра, полученный слиток вакуумного-дугового переплава охлаждают на воздухе или в печи до температуры в диапазоне от комнатной до менее 1250°С, в частности, до менее 900°С,- depending on the size, in particular on the diameter, the vacuum-arc remelted ingot obtained is cooled in air or in a furnace to a temperature in the range from room temperature to less than 1250°C, in particular to less than 900°C,
- этот слиток вакуумно-дугового переплава снова переплавляют при скорости переплава от 3,0 до 10 кг/мин,- this vacuum arc remelted ingot is remelted again at a remelting rate of 3.0 to 10 kg/min,
- переплавленный слиток вакуумно-дугового переплава подвергают термообработке в температурном режиме от 400 до 1250°С в течение 10 – 336 часов,- the remelted ingot of vacuum-arc remelting is subjected to heat treatment in the temperature range from 400 to 1250 ° C for 10 - 336 hours,
- затем слиток вакуумно-дугового переплава посредством горячей и/или холодной деформации доводят до желаемых размера и формы продукта.- then the ingot of vacuum-arc remelting by hot and/or cold deformation is brought to the desired size and shape of the product.
Сплав на основе никеля может иметь следующий состав:The nickel-based alloy may have the following composition:
не более 0,25% С, не более 0,15% S, 17-32% Сr, 45-72% Ni, не более 1% Mn, не более 1% Si, не более 3,25% Ti, не более 5,5% Nb, не более 5% Cu, не более 25% Fe, не более 0,03% Р, не более 3,15% Al, не более 0,6% V, не более 0,12% Zr, не более 28% Со, не более 0,02% В, и обусловленные производством примеси.max 0.25% C, max 0.15% S, 17-32% Cr, 45-72% Ni, max 1% Mn, max 1% Si, max 3.25% Ti, max 5.5% Nb, not more than 5% Cu, not more than 25% Fe, not more than 0.03% P, not more than 3.15% Al, not more than 0.6% V, not more than 0.12% Zr, not more than 28% Co, not more than 0.02% B, and impurities due to production.
На основе Alloy 625 и Alloy 718 был разработан сплав Alloy 625 плюс. Alloy 625 плюс представляет собой сплав высокой прочности как альтернатива по отношению к Alloy 625, с подобной коррозионной стойкостью, обеспеченной повышенным содержанием титана.Alloy 625 plus was developed from Alloy 625 and Alloy 718. Alloy 625 plus is a high strength alloy alternative to Alloy 625, with similar corrosion resistance provided by higher titanium content.
Назначение упрочняемого старением сплава, называемого Alloy 925, очень сходно с назначением Alloy 718. Они служат для изготовления штанг и труб для нефтяных источников, конструкционных деталей для газовых источников, клапанов, утяжелённых бурильных труб, соединительных компонентов и пакеров. Alloy 925 используется в том случае, когда требования к прочности несколько ниже, чем для Alloy 718.The use of the age-hardenable alloy called Alloy 925 is very similar to Alloy 718. They are used in oil source rods and pipes, gas source structural parts, valves, drill collars, connecting components and packers. Alloy 925 is used when strength requirements are somewhat lower than Alloy 718.
Niccoros Alloy K-500 (NO5500) является никель-медным сплавом, который может упрочняться старением через образование гамма’ фазы. Он используется в оффшорной промышленности, не обременённой сильно сероводородом. Коррозионная стойкость в средах из кислого газа и показатели механической прочности ниже по сравнению со сплавами Alloy 718 и Alloy 925.Niccoros Alloy K-500 (NO5500) is a nickel-copper alloy that can age-harden through the formation of a gamma phase. It is used in the offshore industry, not heavily burdened with hydrogen sulfide. Sour gas corrosion resistance and mechanical strength are lower than Alloy 718 and Alloy 925.
Alloy 725 обладает высокой механической прочностью, схожей с Alloy 718, и коррозионной стойкостью, сходной с Alloy 625.Alloy 725 has high mechanical strength similar to Alloy 718 and corrosion resistance similar to Alloy 625.
Содержание и присутствие фаз упрочнения старением оказывают заметное и непосредственное влияние на стойкость к водородному охрупчиванию. Согласно литературе, материалы не содержание фаз выделений и, следовательно, не являющиеся упрочняемыми старением, имеют заметно лучшую стойкость к водородному охрупчиванию по сравнению с упрочняемыми старением материалами, содержащими фазы выделений.The content and presence of age hardening phases have a noticeable and direct effect on the resistance to hydrogen embrittlement. According to the literature, materials that do not contain precipitate phases, and therefore are not age-hardened, have markedly better resistance to hydrogen embrittlement compared to age-hardenable materials containing precipitate phases.
В основу изобретения положена задача создания сплава на основе Alloy 718, который наряду с улучшенной стойкостью к кислому газу и водородному охрупчиванию обладал бы также более высоким пределом текучести и более высокой прочностью, при этом предпочтительна более низкая доля фаз дельта и гамма’’ и более высокая доля фазы гамма’.The invention is based on the object of providing an alloy based on Alloy 718 which, in addition to improved resistance to acid gas and hydrogen embrittlement, would also have higher yield strength and higher strength, with a lower proportion of delta and gamma'' phases and a higher fraction of the gamma phase.
Также в основу изобретения положена задача создания способа получения основанного на Alloy 718 сплава, посредством которого может быть достигнут более высокий предел текучести и более высокая прочность, при этом обеспечиваются низкая доля фаз дельта и гамма’ и более высокая доля фазы гамма’.It is also the object of the invention to provide a process for producing an alloy based on Alloy 718, whereby a higher yield strength and higher strength can be achieved, while providing a low proportion of delta and gamma phases and a higher proportion of gamma phase.
Первая задача решается посредством никелевого сплава, имеющего состав (в масс.%):The first task is solved by means of a nickel alloy having the composition (wt.%):
Ni: 50 – 55%Ni: 50 - 55%
C: 17 – 21%C: 17 - 21%
Mo: >0 – 9%Mo: >0 – 9%
W: 0 – 9%W: 0 - 9%
Nb: 1 – 5,7%Nb: 1 - 5.7%
Ta: >0 – 4,7%Ta: >0 - 4.7%
T: >0 – 3,0%T: >0 – 3.0%
Al: 0,4 – 4,0%Al: 0.4 - 4.0%
Co: не более 3,0%Co: no more than 3.0%
Mn: не более 0,35%Mn: no more than 0.35%
Si: не более 0,35%Si: no more than 0.35%
Cu: не более 0,23%Cu: no more than 0.23%
С: 0,001 – 0,045%C: 0.001 - 0.045%
S: не более 0,01%S: no more than 0.01%
Р: 0,001 – 0,02%P: 0.001 - 0.02%
В: 0,001 – 0,01%,B: 0.001 - 0.01%,
остальное Fe и обычные обусловленные производством примеси,the rest is Fe and the usual production-related impurities,
при этом удовлетворяются следующие отношения:the following relations are satisfied:
Nb + Ta: 1 – 5,7% … (1)Nb + Ta: 1 - 5.7% ... (1)
Al + Ti: > 1,2 – 5% … (2)Al + Ti: > 1.2 - 5% ... (2)
Mo + W: 3 – 9% … (3),Mo + W: 3 - 9% ... (3),
где: Nb, Ta, Al и Ti выражают концентрацию соответствующих элементов в масс.%.where: Nb, Ta, Al and Ti express the concentration of the respective elements in wt.%.
Предпочтительные варианты развития никелевого сплава согласно изобретению приведены в соответствующих зависимых пунктах формулах изобретения.Preferred developments of the nickel alloy according to the invention are given in the respective dependent claims.
Вторая задача решается, с одной стороны, способом получения порошка из сплава на основе никеля, в которомThe second problem is solved, on the one hand, by a method for obtaining powder from a nickel-based alloy, in which
- сплав выплавляют в вакуумно-индукционной печи,- the alloy is smelted in a vacuum induction furnace,
- расплав выдерживают в течение от 5 мин до 2 ч для гомогенизации,- the melt is kept for 5 minutes to 2 hours for homogenization,
- в закрытой распылительной установке с подведённым газом создаётся точка росы от -10°С до 120°С,- in a closed spraying plant with supplied gas, a dew point from -10°С to 120°С is created,
- расплав нагнетается через форсунку в газовый поток при скорости газового потока от 2 до 150 м3/мин,- the melt is injected through the nozzle into the gas flow at a gas flow rate of 2 to 150 m 3 /min,
- отвержденные частицы порошка собирают в герметично закрытой ёмкости, при этом- hardened powder particles are collected in a hermetically sealed container, while
- размер частиц составляет от 5 до 250 мкм,- the particle size is from 5 to 250 microns,
- частицы порошка имеют сферическую форму,- powder particles have a spherical shape,
- порошок содержит газовые включения при площади пор от 0,0 до 4% (поры >1 мкм) от общей поверхности оцениваемых объектов,- the powder contains gas inclusions with a pore area of 0.0 to 4% (pores >1 µm) of the total surface of the evaluated objects,
- кажущаяся плотность порошка составляет от 2 до плотности сплава, составляющей около 8 г/см3,- the apparent density of the powder is from 2 to the density of the alloy, which is about 8 g/cm 3 ,
- упаковывание порошка осуществляют герметично в атмосфере защитного газа с содержанием аргона.- powder packaging is carried out hermetically in an atmosphere of protective gas containing argon.
С другой стороны, вторая задача решается также за счёт способа получения никелевого сплава следующего состава (в масс.%):On the other hand, the second problem is also solved due to the method of obtaining a nickel alloy of the following composition (in wt.%):
Ni: 50 – 55%Ni: 50 - 55%
Cr: 17 – 21%Cr: 17 - 21%
Mo: >0 – 9%Mo: >0 – 9%
W: 0 – 9%W: 0 - 9%
Nb: 1 – 5,7%Nb: 1 - 5.7%
Ta: >0 – 4,7%Ta: >0 - 4.7%
Ti: >0 – 3,0%Ti: >0 - 3.0%
Al: 0,4 – 4,0%Al: 0.4 - 4.0%
Co: не более 3,0%Co: no more than 3.0%
Mn: не более 0,35%Mn: no more than 0.35%
Si: не более 0,35%Si: no more than 0.35%
Cu: не более 0,23%Cu: no more than 0.23%
С: 0,001 – 0,045%C: 0.001 - 0.045%
S: не более 0,01%S: no more than 0.01%
Р: 0,001 – 0,02%P: 0.001 - 0.02%
В: 0,001 – 0,01%,B: 0.001 - 0.01%,
остальное: Fe и обычные обусловленные производством примеси,the rest: Fe and common industrial impurities,
при этом удовлетворяются следующие отношения:the following relations are satisfied:
Nb + Ta: 1 – 5,7% … (1)Nb + Ta: 1 - 5.7% ... (1)
Al + Ti: > 1,2 – 5% … (2)Al + Ti: > 1.2 - 5% ... (2)
Mo + W: 3 – 9% … (3),Mo + W: 3 - 9% ... (3),
где Nb, Ta, Al и Ti выражают концентрацию соответствующих элементов в масс.%, в котором сплав выплавляют в вакуумной индукционной (VIM) печи и отливают в слитки, указанные слитки вакуумной индукционной плавки подвергают отжигу для снятия напряжений в температурном диапазоне от 500 до 1250°С в течение времени до 110 часов, затем осуществляют обработку слитков путём электрошлакового переплава (ESR) и/или вакуумно-дугового переплава (VAR), переплавленные слитки подвергают гомогенизирующему отжигу в температурном диапазоне 500 – 2500°С в течение времени до 150 ч, затем отожженные слитки подвергают горячей и/или холодной деформации для получения полуфабриката, причём при необходимости осуществляют по меньшей мере один промежуточный отжиг в температурном диапазоне 900 – 1150°С в течение времени от 0,1 до 60 ч с последующим охлаждением на воздухе, в подвижной атмосфере отжига, инертном газе, воде, полимере или масле.where Nb, Ta, Al and Ti express the concentration of the respective elements in wt.%, in which the alloy is smelted in a vacuum induction (VIM) furnace and cast into ingots, these vacuum induction melting ingots are subjected to stress relief annealing in the temperature range from 500 to 1250 °С for up to 110 hours, then the ingots are processed by electroslag remelting (ESR) and/or vacuum arc remelting (VAR), the remelted ingots are subjected to homogenizing annealing in the temperature range of 500–2500°С for up to 150 h, then the annealed ingots are subjected to hot and / or cold deformation to obtain a semi-finished product, and, if necessary, at least one intermediate annealing is carried out in the temperature range of 900 - 1150 ° C for a time of 0.1 to 60 h, followed by cooling in air, in a movable annealing atmosphere, inert gas, water, polymer or oil.
В качестве альтернативы задача также решается посредством способа получения никелевого сплава следующего состава (в масс.%):Alternatively, the problem is also solved by a method for producing a nickel alloy of the following composition (wt.%):
Ni: 50 – 55%Ni: 50 - 55%
Cr: 17 – 21%Cr: 17 - 21%
Mo: >0 – 9%Mo: >0 – 9%
W: 0 – 9%W: 0 - 9%
Nb: 1 – 5,7%Nb: 1 - 5.7%
Ta: >0 – 4,7%Ta: >0 - 4.7%
Ti: 0,1 – 3,0%Ti: 0.1 - 3.0%
Al: 0,4 – 4,0%Al: 0.4 - 4.0%
Co: не более 3,0%Co: no more than 3.0%
Mn: не более 0,35%Mn: no more than 0.35%
Si: не более 0,35%Si: no more than 0.35%
Cu: не более 0,23%Cu: no more than 0.23%
С: 0,001 – 0,045%C: 0.001 - 0.045%
S: не более 0,01%S: no more than 0.01%
Р: 0,001 – 0,02%P: 0.001 - 0.02%
В: 0,001 – 0,01%,B: 0.001 - 0.01%,
остальное: Fe и обычные обусловленные производством примеси,the rest: Fe and common industrial impurities,
при этом удовлетворяются следующие отношения:the following relations are satisfied:
Nb + Ta: 1 – 5,7% … (1)Nb + Ta: 1 - 5.7% ... (1)
Al + Ti: >1,2 – 5% … (2)Al + Ti: >1.2 – 5% … (2)
Mo + W: 3 – 9% … (3),Mo + W: 3 - 9% ... (3),
где: Nb, Ta, Al и Ti выражают концентрацию соответствующих элементов в масс.%, в котором сплав выплавляют открыто и затем обрабатывают в установке вакуумно-кислородного обезуглероживания (VOD) или в установке аргонно-кислородного обезуглероживания (AOD) и отливают в слитки, эти слитки при необходимости подвергают отжигу для снятия напряжений в температурном диапазоне от 500 до 1250°С в течение времени до 110 ч, затем осуществляют по меньшей мере однократный, в частности двукратный, вакуумно-дуговой переплав, переплавленные слитки подвергают гомогенизированному отжигу в температурном диапазоне от 500 до 1250°С в течение времени до 150 ч, затем отожженные слитки подвергают горячей и холодной деформации с получением полуфабриката, затем осуществляют по меньшей мере один отжиг на твердый раствор в температурном диапазоне от 900 до 1150°С в течение времени 0,1 – 60 ч с последующим охлаждением на воздухе, в подвижной атмосфере отжига, инертном газе, воде, полимере или масле.where: Nb, Ta, Al and Ti express the concentration of the respective elements in wt.%, in which the alloy is smelted openly and then processed in a vacuum oxygen decarburization (VOD) plant or in an argon oxygen decarburization (AOD) plant and cast into ingots, these ingots, if necessary, are subjected to stress relief annealing in the temperature range from 500 to 1250°C for up to 110 h, then at least one, in particular two-time, vacuum-arc remelting is carried out, the remelted ingots are subjected to homogenized annealing in the temperature range from 500 to 1250°C for up to 150 h, then the annealed ingots are subjected to hot and cold deformation to obtain a semi-finished product, then at least one solid solution annealing is carried out in the temperature range from 900 to 1150°C for a time of 0.1 - 60 h followed by cooling in air, in a mobile annealing atmosphere, inert gas, water, polymer or oil.
Предпочтительные варианты развития данных способов согласно изобретению приведены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения на способ.Preferred variants of the development of these methods according to the invention are given in the respective dependent claims on the method.
Посредством альтернативных плавильных процессов могут достигаться следующие комбинации:Through alternative smelting processes, the following combinations can be achieved:
VIM / (ESR или VAR) / при необходимости (ESR или VAR)VIM / (ESR or VAR) / if necessary (ESR or VAR)
EF (электрическая печь) / (VOD или AOD) / VAR/VAR.EF (electric oven) / (VOD or AOD) / VAR/VAR.
Сплав согласно изобретению может применяться предпочтительно для следующих видов продукции:The alloy according to the invention can preferably be used for the following types of products:
- пруток,- rod,
- проволока,- wire,
- полоса,- band,
- лист,- sheet,
- продольно сваренная труба,- longitudinally welded pipe,
- бесшовная труба,- seamless pipe,
- порошок.- powder.
Полуфабрикаты/конструкционные детали находят своё применение предпочтительно в нефтегазовой и химической отраслях промышленности.Semi-finished products/structural parts are preferably used in the oil and gas and chemical industries.
Было проанализировано присутствие каких-либо фаз выделения и проведены исследования для лучшего понимания взаимодействия между атомом водорода и кристаллической структурой, когда атом водорода занимает разные положения в элементарной ячейке. Произведён расчёт предпочтительных мест для улавливания водорода по границам фаз или в материале матрицы с учётом энергии энтальпии водорода при занятости этого места. Основываясь на этих результатах, проводились множественные испытания на растяжение для исследования соотношений связей между атомами металлов вблизи границ фаз.The presence of any precipitation phases was analyzed and studies were carried out to better understand the interaction between the hydrogen atom and the crystal structure when the hydrogen atom occupies different positions in the unit cell. The calculation of the preferred places for trapping hydrogen along the phase boundaries or in the matrix material is made, taking into account the enthalpy energy of hydrogen when this place is occupied. Based on these results, multiple tensile tests were carried out to investigate bond relationships between metal atoms near phase boundaries.
Согласно настоящему изобретению присутствие атома водорода в наиболее устойчивом положении на границе фаз гамма/гамма’ не оказывает никакого влияния на предел прочности при растяжении по сравнению с системой без присутствия атомов водорода (фиг. 1). В противоположность этому, в том случае, когда атом водорода занимает наиболее устойчивое положение на границе фаз гамма/гамма’’, происходит существенное перемещение атома и система демонстрирует меньший предел прочности при растяжении по сравнению с системой без атома водорода (фиг. 2), что указывает на то, что может произойти водородное охрупчивание. Фаза дельта, которая не присутствует в представительных количествах в сплаве Alloy 718 для применения в нефтегазовой сфере, не оказывает существенного влияния на механические свойства (фиг. 3).According to the present invention, the presence of a hydrogen atom in the most stable position at the gamma/gamma' interface has no effect on the tensile strength compared to a system without the presence of hydrogen atoms (FIG. 1). In contrast, when the hydrogen atom occupies the most stable position at the gamma/gamma'' phase boundary, significant atom displacement occurs and the system exhibits a lower tensile strength compared to the system without a hydrogen atom (Fig. 2), which indicates that hydrogen embrittlement may occur. The delta phase, which is not present in representative amounts in Alloy 718 for oil and gas applications, does not significantly affect the mechanical properties (FIG. 3).
Alloy 718 выпускается в трёх разных вариантах, отвечающих разным требованиям к пределу текучести. Вариант 120К обладает минимальным пределом текучести, составляющим 120 тысяч фунтов на квадратный дюйм (ksi), обеспечиваемым упрочнением старением при температуре от 774 до 802°С. Вариант 140К имеет минимальный предел текучести, составляющий 140 ksi, обеспечиваемый упрочнением старением при температуре 760 – 802°С. 150К – это вариант, производимый при двухстадийном упрочнении старением при первой температуре от 700 до 750°С и второй температуре от 600 до 659°С, который обладает минимально требуемым пределом текучести 150 ksi.Alloy 718 is available in three different grades to meet different yield strength requirements. The 120K option has a minimum yield strength of 120,000 pounds per square inch (ksi) provided by age hardening at 774 to 802°
Разные способы термообработки способны создавать разную микроструктуру (фиг. 4), которую исследовали для сравнения с поведением по отношению к водородному охрупчиванию. Фаза гамма’ выделяется в виде точечных частиц, в то время как фаза гамма’’ имеет игольчатую форму. Different heat treatment methods are capable of producing different microstructures (FIG. 4) which were examined for comparison with hydrogen embrittlement behavior. The gamma' phase is isolated in the form of point particles, while the gamma'' phase has an acicular shape.
Меньшее соотношение между массовыми долями фаз гамма’ / гамма’’ создаёт наиболее неблагоприятное поведение по отношению к водородному охрупчиванию, в то время как более высокое соотношение между массовыми долями фаз гамма’ / гамма’’ обеспечивает лучшую стойкость к водородному охрупчиванию. Эта информация приведена в таблице 2.A lower ratio between the mass fractions of gamma'/gamma'' phases creates the most unfavorable behavior in relation to hydrogen embrittlement, while a higher ratio between the mass fractions of gamma'/gamma'' phases provides better resistance to hydrogen embrittlement. This information is shown in Table 2.
Стойкость к водородному охрупчиванию проверяли с помощью тестов на постепенное нагружение при катодной поляризации в соответствии с публикацией NACE (Национальная Ассоциация инженеров-коррозионистов) 3948, 2014 г. Образцы испытывались в инертной среде (деионизированная вода, продувка азотом при 40°С) и в агрессивной среде (0,5 М раствор серной кислоты при 40°С с подведением тока плотностью 5 мА/см2 для достижения катодной поляризации) и определяли отношение относительного удлинения при разрыве между агрессивной и инертной средами. Более высокое отношение относительного удлинения при разрыве могло служить объяснением того, почему стойкость к водородному охрупчиванию также была выше.Hydrogen embrittlement resistance was tested using cathodic gradual loading tests according to NACE Publication 3948, 2014. medium (0.5 M sulfuric acid solution at 40°C with a current density of 5 mA/cm 2 to achieve cathodic polarization) and determined the ratio of relative elongation at break between aggressive and inert media. The higher elongation at break could explain why the resistance to hydrogen embrittlement was also higher.
Размер частиц выделений гамма’ и гамма’’ также может влиять на механические и антикоррозионные свойства никелевых сплавов.The particle size of gamma' and gamma'' precipitates can also affect the mechanical and anti-corrosion properties of nickel alloys.
Типичными условиями, вызывающими появление водородного охрупчивания, являются контакты материала с атомарным или молекулярным водородом в сочетании с напряжениями материала.Typical conditions that cause hydrogen embrittlement to occur are material contacts with atomic or molecular hydrogen in combination with material stresses.
Добавление легирующих элементов в никелевый сплав Alloy 718, широко используемый в нефтегазовой промышленности, имеет следующие причины.The addition of alloying elements to Alloy 718 nickel alloy, which is widely used in the oil and gas industry, has the following reasons.
Железо эффективно для снижения стоимости металла, но вследствие ухудшения свойств материала не следует чрезмерно использовать его для легирования.Iron is effective in reducing the cost of the metal, but due to the deterioration of the material properties, it should not be overused for alloying.
Хром используется для повышения прочности при комнатной температуре и одновременно для обеспечения общей коррозионной стойкости. В сочетании с углеродом хром образует карбиды, повышающие прочность при высоких температурах. Chromium is used to improve strength at room temperature and at the same time to provide overall corrosion resistance. In combination with carbon, chromium forms carbides that increase strength at high temperatures.
В целом следует заметить, что стойкость к точечной коррозии в хлорсодержащих средах возрастает с увеличением содержания молибдена. С увеличением содержания молибдена также улучшается стойкость к коррозии под напряжением при высоких температурах. При необходимости молибден может быть заменен вольфрамом. In general, it should be noted that the resistance to pitting corrosion in chlorine-containing environments increases with increasing molybdenum content. As the molybdenum content increases, the resistance to stress corrosion at high temperatures also improves. If necessary, molybdenum can be replaced by tungsten.
Аустенитная матрица из гамма фазы является упрочненной старением в результате интерметаллических выделений гамма’, упорядоченной гранецентрированной кубической фазы из Ni3(Al/Ti), и гамма’’ – тетрагональной фазы Ni3Nb, поэтому алюминий, титан и ниобий используют в качестве легирующих добавок. При необходимости ниобий может быть заменен танталом. Вследствие стоимости металла предпочтительно используется ниобий. Увеличение количества алюминия и титана должно приводить к большему количеству гамма’, а снижение количества ниобия ограничивает образование гамма’’.The austenitic matrix from the gamma phase is hardened by aging as a result of intermetallic precipitates of gamma ', ordered face-centered cubic phase of Ni 3 (Al/Ti), and gamma '' - tetragonal Ni 3 Nb phase, therefore aluminum, titanium and niobium are used as alloying additives . If necessary, niobium can be replaced by tantalum. Due to the cost of the metal, niobium is preferably used. Increasing the amount of aluminum and titanium should lead to more gamma', and decreasing the amount of niobium limits the formation of gamma''.
Дельта фаза является равновесной фазой дисперсионно твердеющей гамма’’ фазы (Ni3Nb) и согласно возможно применимой спецификации может присутствовать в микроструктуре только в очень небольших количествах, поскольку она отрицательно влияет на механические и антикоррозионные свойства. Образование дельта фазы предотвращается осуществлением отжига на твердый раствор при температуре свыше температуры сольвуса дельта фазы.The delta phase is the equilibrium phase of the precipitation hardening gamma'' phase (Ni 3 Nb) and, according to a possibly applicable specification, can only be present in the microstructure in very small quantities, since it adversely affects the mechanical and anti-corrosion properties. The formation of a delta phase is prevented by solution annealing at a temperature above the solvus temperature of the delta phase.
В восстановительных атмосферах водород способен проникать в материал, что может привести к водородному охрупчиванию. Присутствие атомов водорода в кристаллической структуре материала ведёт к ослаблению связей между атомами. Это вызывает потерю прочности при растяжении и может приводить к отказу материала при механическом нагружении. In reducing atmospheres, hydrogen is able to permeate the material, which can lead to hydrogen embrittlement. The presence of hydrogen atoms in the crystal structure of the material leads to a weakening of bonds between atoms. This causes a loss of tensile strength and can lead to failure of the material under mechanical loading.
Никелевый сплав согласно изобретению при достаточно высоких содержаниях титана, алюминия, молибдена и ниобия и в сочетании с определённой термообработкой характеризуется превосходной стойкостью к водородному охрупчиванию, а также одновременно:The nickel alloy according to the invention, at sufficiently high contents of titanium, aluminum, molybdenum and niobium, and in combination with a certain heat treatment, is characterized by excellent resistance to hydrogen embrittlement, and at the same time:
• хорошей прочностью• good durability
• хорошей стойкостью к коррозионному растрескиванию и точечной коррозии• good resistance to stress corrosion cracking and pitting
• хорошей фазовой стабильностью• good phase stability
• хорошей способностью к обработке.• good processing ability.
Содержание никеля составляет от 50 до 55%, при этом могут задаваться следующие предпочтительные диапазоны:The nickel content is between 50% and 55%, with the following preferred ranges:
- 51 – 55%- 51 – 55%
- 52 – 55%- 52 - 55%
- 53 – 55%.- 53 - 55%.
Меньшие содержания никеля могут замещаться кобальтом, но вследствие стоимости металла предпочтительно используется никель.Lower nickel contents can be replaced by cobalt, but due to the cost of the metal, nickel is preferably used.
Кобальт содержится в сплаве в количестве не более 3%. Предпочтительными содержаниями могут служить:Cobalt is contained in the alloy in an amount of not more than 3%. Preferred content would be:
- 0,01 – 1%- 0.01 - 1%
- 0,01 – не более 0,8%- 0.01 - no more than 0.8%
- 0,01 – не более 0,6%- 0.01 - no more than 0.6%
- 0,01 – не более 0,4%.- 0.01 - no more than 0.4%.
Диапазон содержания элемента хром составляет от 17 до 21%, при этом предпочтительно могут задаваться следующие диапазоны:The content range of the element chromium is from 17 to 21%, with the following ranges preferably being given:
- 17 – 20%- 17 - 20%
- 17 – 19%- 17 - 19%
- 18 – 19%.- 18 - 19%.
Содержание молибдена составляет от >0 до 9%, причём в данном случае в зависимости от сферы применения сплава предпочтительные содержания молибдена могут составлять:The molybdenum content ranges from >0 to 9%, and in this case, depending on the application of the alloy, the preferred molybdenum contents can be:
- 0,01 – 8,5%- 0.01 - 8.5%
- 0,1 – 8,0%- 0.1 - 8.0%
- 3 – 8%- 3 – 8%
- 3 – 7%- 3 – 7%
- > 3,3 – 9%- > 3.3 - 9%
- 3,75 – 9%.- 3.75 - 9%.
При необходимости элемент молибден может заменяться, по меньшей мере частично, вольфрамом при условии, что вольфрам не используется в качестве самостоятельного элемента в указанных пределах. Комбинации из Mo + W также возможны, но в зависимости от области применения. В этом случае вольфрам может использоваться при содержании от 0 до 9%. Предпочтительно вольфрам может использоваться в сплаве при содержании в следующих диапазонах:If necessary, the element molybdenum may be replaced, at least in part, by tungsten, provided that tungsten is not used as an independent element within the specified limits. Combinations of Mo + W are also possible, but depending on the application. In this case, tungsten can be used at a content of 0 to 9%. Preferably, tungsten can be used in the alloy in the following ranges:
- >0 – 9%- >0 – 9%
- 0,001 – 9%- 0.001 - 9%
- 0,01 – 9%- 0.01 - 9%
- 0,1 – 9%- 0.1 - 9%
- 1 – 9%- 19%
- 1 – 8- 18
- 3 – 7%- 3 – 7%
- 3 – 8%- 3 – 8%
- >3,3 – 9%.- >3.3 - 9%.
Содержание ниобия составляет от 1 до 5,7%, при этом в зависимости от сферы применения предпочтительные содержания элемента могут задаваться в следующих пределах:The content of niobium is from 1 to 5.7%, while, depending on the scope of application, the preferred content of the element can be set within the following limits:
- 2 – 4,5%- 2 - 4.5%
- 2 – 4%- 2 – 4%
- 2 – 3,5%.- 2 - 3.5%.
Содержание титана составляет от >0 до 3,0%. Предпочтительно содержание титана в сплаве может быть задано в следующих диапазонах:The titanium content is >0 to 3.0%. Preferably, the titanium content of the alloy can be set within the following ranges:
- 0,5 – 3,0%- 0.5 - 3.0%
- 1,0 – 3,0%- 1.0 - 3.0%
- 1,0 – 2,0%- 1.0 - 2.0%
- >1,15 – 3%- >1.15 - 3%
- 1,18 – 3%.- 1.18 - 3%.
То же самое справедливо для элемента алюминий, который может содержаться в сплаве в количестве от 0,4 до 4,0%. В качестве альтернативы возможны также следующие диапазоны:The same is true for the element aluminum, which may be contained in the alloy in an amount of from 0.4 to 4.0%. Alternatively, the following ranges are also possible:
- 0,6 – 4,0%- 0.6 - 4.0%
- 0,6 – 1,5%- 0.6 - 1.5%
- 0,8 – 4%- 0.8 - 4%
- 0,9 – 4,0%- 0.9 - 4.0%
- 1,0 – 4,0%- 1.0 - 4.0%
- 1,0 – 3,3%- 1.0 - 3.3%
- 1,5 – 3,0%.- 1.5 - 3.0%.
Элемент марганец присутствует в сплаве в количестве не более 0,35%.The manganese element is present in the alloy in an amount of not more than 0.35%.
Элемент кремний присутствует в сплаве в количестве не более 0,35%.The silicon element is present in the alloy in an amount of not more than 0.35%.
Медь содержится в сплаве в количестве не более 0,23%.Copper is contained in the alloy in an amount of not more than 0.23%.
Углерод содержится в сплаве в количестве не более 0,045%. Предпочтительно содержание углерода в сплаве может задаваться в следующих диапазонах:Carbon is contained in the alloy in an amount of not more than 0.045%. Preferably, the carbon content of the alloy can be set within the following ranges:
- 0,001 – не более 0,035%- 0.001 - no more than 0.035%
- 0,001 – не более 0,025%- 0.001 - no more than 0.025%
- 0,001 – не более 0,015%.- 0.001 - no more than 0.015%.
Максимальное содержание серы в сплаве допустимо в количестве 0,01%.The maximum sulfur content in the alloy is allowed in the amount of 0.01%.
Кроме того, в сплаве содержится фосфор в количестве от 0,001 до 0,02%. Другое предпочтительное содержание составляет 0,001 – 0,015%.In addition, the alloy contains phosphorus in an amount of 0.001 to 0.02%. Another preferred content is 0.001 - 0.015%.
Содержание бора составляет от 0,001 до 0,01%, при этом в качестве альтернативы допустимо также содержание в следующих диапазонах:The boron content is between 0.001 and 0.01%, alternatively the following ranges are also acceptable:
- 0,003 – 0,01%- 0.003 - 0.01%
- 0,005 – 0,01%- 0.005 - 0.01%
Остальное – железо и обусловленные производством примеси.The rest is iron and impurities due to production.
Необходимо соблюдать следующее отношение между ниобием и танталом для того, чтобы обеспечивалось достаточное, но ограниченное содержание выделений гамма’’ фазы:The following ratio between niobium and tantalum must be observed in order to provide a sufficient but limited content of gamma '' phase precipitates:
Nb + Ta = 1 – 5,7%,Nb + Ta = 1 - 5.7%,
где Nb и Ta выражают концентрацию соответствующих элементов в масс.%.where Nb and Ta express the concentration of the respective elements in wt.%.
Предпочтительные диапазоны содержания могут быть заданы:Preferred content ranges can be set:
Nb + Ta = <4,75%Nb + Ta = <4.75%
Nb + Ta = 1 – 4,75%Nb + Ta = 1 - 4.75%
Nb + Ta = 1 – 5,0%Nb + Ta = 1 - 5.0%
Nb + Ta = 2 – 4%Nb + Ta = 2 - 4%
Nb + Ta = 2 – 3,5%Nb + Ta = 2 - 3.5%
Nd + Ta = 1,6 – 4%Nd + Ta = 1.6 - 4%
Nb + Ta = 1 – 4%.Nb + Ta = 1 – 4%.
Кроме того, необходимо соблюдать следующее отношение с тем, чтобы обеспечивалась достаточная стабильность гамма’ фазы:In addition, the following relation must be observed in order to ensure sufficient stability of the gamma phase:
Al + Ti = >1,2 – 5%,Al + Ti \u003d\u003e 1.2 - 5%,
где Al и Ti выражают концентрацию соответствующих элементов в масс.%.where Al and Ti express the concentration of the respective elements in wt.%.
Могут задаваться следующие предпочтительные диапазоны:The following preferred ranges can be set:
Al + Ti = 1,5 – 5%Al + Ti = 1.5 - 5%
Al + Ti = 1,8 – 5%Al + Ti = 1.8 - 5%
Al + Ti = 1,8 – 3,5%Al + Ti = 1.8 - 3.5%
Al + Ti = >1,95%Al + Ti = >1.95%
Al + Ti = >1,95 – 5%.Al + Ti = >1.95 - 5%.
Может иметь место отношение Mo + W = 3 – 9%. При необходимости и в этом случае может быть применено ограничение:The ratio Mo + W = 3 – 9% can take place. If necessary, and in this case, the restriction can be applied:
Mo +W = >3,3%Mo+W=>3.3%
Mo + W = >3,3 – 9%.Mo + W = >3.3 - 9%.
Если предусмотрено образование эта фазы, то должно быть соблюдено следующее отношение:If the formation of this phase is envisaged, then the following relationship must be observed:
Тi / Al >2 илиTi / Al >2 or
Al / Ti >2,Al/Ti>2,
где Al и Ti выражают концентрацию соответствующих элементов в масс.%.where Al and Ti express the concentration of the respective elements in wt.%.
Сплав согласно изобретению предпочтительно выплавляют и отливают в вакуумно-индукционной печи (VIM) с последующим электрошлаковым переплавом (ESR) или вакуумно-дуговым переплавом (VAR). При необходимости сплав повторно подвергают электрошлаковому переплаву (ESR) или вакуумно-дуговому переплаву (VAR).The alloy according to the invention is preferably smelted and cast in a vacuum induction furnace (VIM) followed by electroslag remelting (ESR) or vacuum arc remelting (VAR). If necessary, the alloy is re-subjected to electroslag remelting (ESR) or vacuum arc remelting (VAR).
В качестве возможного варианта сплав согласно изобретению выплавляют открыто с последующей обработкой вакуумно-кислородным обезуглероживанием (VOD) или аргоно-кислородным обезуглероживанием (AOD) с последующим двукратным проведением вакуумно-дугового переплава (VAR).As a possible variant, the alloy according to the invention is open-smelted followed by a vacuum oxygen decarburization (VOD) or an argon oxygen decarburization (AOD) treatment followed by two vacuum arc remelting (VAR) treatments.
Изготовленные слитки из сплава подвергают термообработке при необходимости при температуре от 500 до 1250°С в течение продолжительности отжига до 150 ч, после чего подвергают горячей и/или холодной деформации с получением желаемого полуфабриката, такого как в виде сортовых заготовок, прутков, проволоки, листов, полос и фольг, при необходимости с проведением промежуточного отжига при температуре от 800 до 1270°С в течение от 0,05 ч до 100 ч. При необходимости поверхность материала в промежутках и/или в конце (в том числе неоднократно) может подвергаться абродированию химически и/или механически (например, обдиркой, обточкой, шлифованием) в целях очистки. Затем, при необходимости, проводится отжиг на твердый раствор в температурном диапазоне от 970 до 1150°С в течение от 0,1 ч до 60 ч, при необходимости в атмосфере защитного газа, например, аргона или водорода, с последующим охлаждением на воздухе, при необходимости, в подвижной атмосфере отжига, в инертном газе, в воде, в полимере или в масле.The produced alloy ingots are subjected to heat treatment, if necessary, at a temperature of from 500 to 1250°C for an annealing duration of up to 150 hours, after which they are subjected to hot and/or cold deformation to obtain the desired semi-finished product, such as in the form of billets, bars, wire, sheets , strips and foils, if necessary, with intermediate annealing at a temperature of 800 to 1270 ° C for 0.05 h to 100 h. If necessary, the surface of the material in the intervals and / or at the end (including repeatedly) can be subjected to chemically and/or mechanically (eg by roughing, turning, grinding) for cleaning purposes. Then, if necessary, solid solution annealing is carried out in the temperature range from 970 to 1150 ° C for 0.1 h to 60 h, if necessary in a protective gas atmosphere, for example, argon or hydrogen, followed by cooling in air, with necessary, in a mobile annealing atmosphere, in an inert gas, in water, in a polymer or in oil.
После этого, при необходимости, проводится отжиг на упрочнение старением в температурном диапазоне от 600 до 900°С в течение от 0,1 ч до 60 ч, при необходимости в две стадии с дополнительным отжигом на упрочнение старением при 550 – 900°С в течение от 0,1 ч до 60 ч. After that, if necessary, annealing for hardening by aging is carried out in the temperature range from 600 to 900°C for 0.1 h to 60 h, if necessary, in two stages with additional annealing for hardening by aging at 550–900°C for from 0.1 h to 60 h.
Отжиг на упрочнение старением проводится в температурном диапазоне от 600 до 900°С в течение от 0,1 ч до 60 ч, причём могут быть применены следующие оптимальные диапазоны:Annealing for hardening by aging is carried out in the temperature range from 600 to 900°C for 0.1 h to 60 h, and the following optimal ranges can be applied:
- 600 – 800°С в течение от 0,1 ч до 60 ч- 600 - 800°С for 0.1 h to 60 h
- 600 – 750°С в течение от 0,1 ч до 60 ч- 600 - 750°С for 0.1 h to 60 h
- 700 – 900°С в течение от 0,1 ч до 60 ч- 700 - 900°C for 0.1 h to 60 h
- 750 – 900°С в течение 0,1 ч до 60 ч.- 750 - 900°C for 0.1 h to 60 h.
При необходимости, указанный отжиг на упрочнение старением проводится при двухстадийном упрочнении старением, при этом последующий отжиг на упрочнение старением проводится при 550 – 900°С в течение 0,1 ч – 60 ч, при этом могут быть заданы следующие оптимальные диапазоны:If necessary, the specified aging hardening annealing is carried out with a two-stage hardening by aging, while the subsequent annealing for hardening by aging is carried out at 550 - 900 ° C for 0.1 h - 60 h, while the following optimal ranges can be set:
- 1-ая стадия упрочнения старением в температурном диапазоне от 600 до 800°С в течение от 0,1 ч до 60 ч, 2-ая стадия упрочнения старением в температурном диапазоне от 550 до 750°С в течение от 0,1 ч до 60 ч;- 1st stage hardening by aging in the temperature range from 600 to 800°C for 0.1 h to 60 h, 2nd stage hardening by aging in the temperature range from 550 to 750°C for 0.1 h to 60 h;
- 1-ая стадия упрочнения старением в температурном диапазоне от 600 до 800°С в течение от 0,1 ч до 60 ч, 2-ая стадия упрочнения старением в температурном диапазоне от 800 до 900°С в течение от 0,1 ч до 60 ч;- 1st stage hardening by aging in the temperature range from 600 to 800°C for 0.1 h to 60 h, 2nd stage hardening by aging in the temperature range from 800 to 900°C for 0.1 h to 60 h;
- 1-ая стадия упрочнения старением в температурном диапазоне от 750 до 900°С в течение от 0,1 ч до 60 ч, 2-ая стадия упрочнения старением в температурном диапазоне от 550 до 750°С в течение от 0,1 ч до 60 ч;- 1st stage hardening by aging in the temperature range from 750 to 900°C for 0.1 h to 60 h, 2nd stage hardening by aging in the temperature range from 550 to 750°C for 0.1 h to 60 h;
- 1-ая стадия упрочнения старением в температурном диапазоне от 750 до 900°С в течение от 0,1 до 60 ч, 2-ая стадия упрочнения старением в температурном диапазоне от 750 до 900°С в течение от 0,1 ч до 60 ч.- 1st stage hardening by aging in the temperature range from 750 to 900°C for 0.1 to 60 h, 2nd stage hardening by aging in the temperature range from 750 to 900°C for 0.1 h to 60 h.
При необходимости в промежутках и/или после последнего отжига может проводиться химическая и/или механическая очистка поверхности материала (например, обдирка, обточка, шлифование).If necessary, chemical and/or mechanical cleaning of the surface of the material (eg peeling, turning, grinding) can be carried out in between and/or after the last annealing.
Сплав согласно изобретению также хорошо обрабатывается и применяется в виде прутков, проволоки, полос, листов, продольно сваренных труб и бесшовных труб.The alloy according to the invention is also well processed and used in the form of bars, wires, strips, sheets, longitudinally welded pipes and seamless pipes.
При необходимости сплав может быть получен и применён в виде порошка (например, для аддитивных технологических методов). При этом порошок получают в установке для распыления порошка VIGA (вакуумный индукционный газовый распылитель) или посредством других способов, отбирают или фильтруют с учётом желаемого диапазона размера частиц порошка.If necessary, the alloy can be obtained and applied in the form of a powder (for example, for additive manufacturing methods). In this case, the powder is produced in a VIGA (Vacuum Induction Gas Atomizer) powder atomizer or by other means, selected or filtered to the desired powder particle size range.
Предпочтительно сплав согласно изобретению может применяться в тех областях, в которых присутствуют содержащие водород среды, например, скважинные завершающие инструменты, пакеры, валы наносов, подвески, клапаны, упорные кронштейны, сосуды, материал для корпуса магнитных каротажных зондов (каротаж во время бурения) и пр.Preferably, the alloy according to the invention can be used in applications where hydrogen-containing media are present, such as downhole completion tools, packers, mud rolls, hangers, valves, thrust brackets, vessels, magnetic logging probe body material (logging while drilling) and etc.
Благодаря сочетанию химического состава с термообработкой в сплаве согласно изобретению должна предпочтительно содержаться доля гамма’/гамма’’, составляющая более 1,3, предпочтительно более 1,5. Благодаря такому сочетанию можно также достигать предел текучести свыше 120 ksi.Due to the combination of chemical composition with heat treatment, the alloy according to the invention should preferably contain a gamma'/gamma'' ratio of more than 1.3, preferably more than 1.5. Thanks to this combination, it is also possible to achieve yield strengths in excess of 120 ksi.
Проведённые расчёты/испытанияCarried out calculations / tests
Образующиеся в равновесном состоянии фазы рассчитывали для разных вариантов сплава посредством программы JMatPro Thermotech. В качестве базы данных при расчётах пользовались банком данных для никелевых сплавов от Thermotech. Посредством режима «термообработка» программного обеспечения JmatPro были рассчитаны содержания фаз, размеры частиц и ожидаемые механические свойства (например, предел текучести, предел прочности при растяжении, твёрдость) в том случае, когда материал соответствующего химического состава отжигался при разных температурах на упрочнение старением.The phases formed in the equilibrium state were calculated for different alloy variants using the JMatPro Thermotech program. The database for nickel alloys from Thermotech was used as a database for calculations. The phase contents, particle sizes and expected mechanical properties (e.g. yield strength, tensile strength, hardness) were calculated using the "heat treatment" mode of the JmatPro software when a material of the appropriate chemical composition was annealed at different temperatures for age hardening.
Описание свойствDescription of properties
Сплав согласно изобретению должен обладать наряду с превосходной стойкостью к водородному охрупчиванию одновременно следующими свойствами:The alloy according to the invention must have, in addition to excellent resistance to hydrogen embrittlement, the following properties at the same time:
• хорошая прочность• good strength
• хорошая стойкость к коррозионному растрескиванию и точечной коррозии• good resistance to stress corrosion cracking and pitting
• хорошая фазовая стабильность • good phase stability
• хорошая способность к обработке.• good processing ability.
В системе никель-хром-алюминий-железо-титан-ниобий при разных содержаниях лигатуры могут образовываться разные фазы, например, фазы гамма’, гамма’’, дельта и эта. В таблицах 3.1 и 3.2 приведены результаты расчётов равновесных долей первых рассчитанных химических составов. Все расчёты выполнены для температуры упрочнения старением 790°С.In the nickel-chromium-aluminum-iron-titanium-niobium system, different ligature contents can form different phases, for example, gamma ', gamma '', delta and eta phases. Tables 3.1 and 3.2 show the results of calculations of the equilibrium fractions of the first calculated chemical compositions. All calculations were performed for the aging hardening temperature of 790°C.
Химические составы LV1, 8, 9 и 39 являются примерами сплавов не в соответствии с настоящим изобретением.Chemical compositions LV1, 8, 9 and 39 are examples of alloys not in accordance with the present invention.
На основе приведённых выше результатов проведены расчёты долей равновесных фаз в зависимости от температуры для других, представляющих интерес химических составов. Для определения температуры, при которой оптимизируются выделения и поэтому достигаются повышенные механические свойства, проводились расчёты с разными температурами упрочнения старением. Результаты расчётов приведены в таблице 4 и на фиг. 5 для химического состава LB250643. Для химического состава LB250643 температура 690°С является пиковой.Based on the above results, the proportions of equilibrium phases were calculated depending on temperature for other chemical compositions of interest. To determine the temperature at which precipitates are optimized and therefore improved mechanical properties are achieved, calculations were carried out with different aging hardening temperatures. The calculation results are shown in Table 4 and in Fig. 5 for chemistry LB250643. For the chemical composition LB250643, the temperature of 690°C is the peak temperature.
Таблица 4. Выделение фаз и соответствующие механические свойства согласно температуре упрочнения старением в модельном сплавеTable 4. Phase Precipitation and Corresponding Mechanical Properties According to Age Hardening Temperature in Model Alloy
состав
шихты
LB 250643Chemical
compound
charge
LB 250643
Схожие расчёты проведены для всех других химических составов (диаграммы на фиг. 11а – 11аb). Для определения оптимальной температуры выделений проводились эксперименты с применением разных возрастающих температур.Similar calculations were made for all other chemical compositions (diagrams in Figs. 11a – 11ab). To determine the optimal temperature of the precipitates, experiments were carried out using various increasing temperatures.
Необходимо отметить, что расчётная температура может отклоняться от экспериментальных температур.It should be noted that the calculated temperature may deviate from the experimental temperatures.
Свойства при других представляющих интерес химических составах приведены вместе с их пиковыми температурами в таблицах 5.1, 5.2 и 5.3.Properties at other chemical compositions of interest are listed, along with their peak temperatures, in Tables 5.1, 5.2 and 5.3.
При необходимости сплав может выпускаться и применяться в виде порошка. Поскольку при аддитивных технологических методах обрабатываемость сплава роли не играет, то в химическом составе отмечается наличие широкого проёма по содержанию алюминия. Для аддитивных технологических методов порошок может иметь более высокое, достигающее 4% содержание алюминия. Возможные химические составы для порошкового сплава приведены в таблице 6.If necessary, the alloy can be produced and used in powder form. Since the machinability of the alloy does not play a role in additive manufacturing methods, the presence of a wide gap in the aluminum content is noted in the chemical composition. For additive manufacturing methods, the powder may have a higher aluminum content, up to 4%. Possible chemical compositions for the powder alloy are shown in Table 6.
Таблица 5.3. Химические составы, механические свойства и доли фаз выделения в вариантах сплава при пиковой температуре (3-я часть)Table 5.3. Chemical compositions, mechanical properties and fractions of precipitation phases in alloy variants at peak temperature (3rd part)
[по Роквеллу]Hardness
[according to Rockwell]
Таблица 6. Возможные составы порошкаTable 6. Possible powder compositions
Согласно результатам этих расчётов повышением содержания ниобия от около 3,5 до 5% доля гамма’’ фазы может быть удвоена, если содержание титана и алюминия сохраняется постоянным. Если содержания алюминия и ниобия (тантала) сохраняются постоянными, а содержание титана возрастает, то образуется больше гамма’ фазы, при этом ожидается улучшение механических свойств. При увеличении содержания алюминия может выделяться больше гамма’ фазы в сочетании с одинаковым или меньшим содержанием титана и ниобия (по сравнению с Аlloy 718).According to the results of these calculations, by increasing the content of niobium from about 3.5 to 5%, the proportion of the gamma '' phase can be doubled if the content of titanium and aluminum is kept constant. If the aluminum and niobium (tantalum) contents are kept constant and the titanium content is increased, then more gamma phase is formed, and an improvement in mechanical properties is expected. With an increase in the aluminum content, more gamma 'phase can be released in combination with the same or less content of titanium and niobium (compared to Alloy 718).
При экстремально низком содержании ниобия (тантала) (<1%) и постоянном содержании алюминия (≈0,6%) гамма’’ фаза не образуется и поэтому, согласно расчётам, механические свойства являются не удовлетворительными.With an extremely low content of niobium (tantalum) (<1%) and a constant content of aluminum (≈0.6%), the gamma '' phase is not formed and, therefore, according to the calculations, the mechanical properties are not satisfactory.
Колебания содержания молибдена, вольфрама, бора и фосфора не оказывают непосредственного и существенного влияния на выделения гамма’ и гамма’’ фаз.Fluctuations in the content of molybdenum, tungsten, boron and phosphorus do not have a direct and significant effect on the precipitation of gamma 'and gamma '' phases.
На фиг. 5, 6 приведены фазовые диаграммы, показывающие выделение гамма’ фазы при температуре ниже 919°С и гамма’’ фазы при температуре ниже 880°С при химическом составе LB250643 (при высоком содержании титана и алюминия в сочетании с низким содержанием ниобия (тантала)).In FIG. 5, 6 are phase diagrams showing the separation of the gamma' phase at temperatures below 919°C and the gamma'' phase at temperatures below 880°C with the chemical composition LB250643 (with a high content of titanium and aluminum in combination with a low content of niobium (tantalum)) .
Фазовая диаграмма на фиг. 5 показывает расчёт образования фаз выделения при температуре ниже 919°С и учитывает только термодинамическую стабильность. Поэтому на этой фазовой диаграмме не учтена гамма’’ фаза. Дельта фаза является термодинамически наиболее стабильной фазой выделения, но она вследствие кинетики выделения образуется медленно. Содержание эта фазы при таком составе по существу отсутствует согласно термодинамическим расчётам. The phase diagram in Fig. 5 shows the calculation of the formation of precipitation phases at temperatures below 919°C and takes into account only thermodynamic stability. Therefore, the gamma phase is not taken into account in this phase diagram. The delta phase is thermodynamically the most stable phase of the release, but due to the kinetics of the release, it forms slowly. The content of this phase with this composition is essentially absent according to thermodynamic calculations.
Диаграмма ТТТ (время, температура, превращение) при химическом составе LB250643 приведена на фиг. 6. При этом теперь принято во внимание присутствие гамма’’ фазы. Как и ожидалось, дельта и эта фазы выделялись после более длительного отжига при температуре упрочнения старением, следовательно, на выделение этих фаз влияет длительность отжига при упрочнении старением. И хотя не было отмечено никакой разницы между численными испытаниями на растяжение системы гамма / дельта с присутствием водорода и без него, однако общая характеристика по границам гамма / дельта фаз может быть критической вследствие низкой энергии атомной связи. Поэтому длительность отжига при упрочнении старением должна быть ограничена до не более 60 часов для исключения образования дельта фазы.The TTT (time, temperature, conversion) diagram for LB250643 chemistry is shown in FIG. 6. In this case, the presence of the gamma '' phase is now taken into account. As expected, the delta and this phases precipitated after longer annealing at the age-hardening temperature, therefore, the precipitation of these phases is affected by the duration of the aging-hardening annealing. And although no difference was noted between numerical tensile tests of the gamma / delta system with and without the presence of hydrogen, however, the overall characteristic of the gamma / delta phase boundaries can be critical due to the low atomic binding energy. Therefore, the duration of annealing during hardening by aging should be limited to no more than 60 hours to avoid the formation of the delta phase.
Содержание бора и фосфора не оказывает влияния на долю гамма’ или гамма’’ фаз. Изменение содержания алюминия, ниобия (тантала) и титана непосредственно влияет на образование гамма’ и гамма’’ фаз.The content of boron and phosphorus does not affect the proportion of gamma 'or gamma '' phases. A change in the content of aluminum, niobium (tantalum) and titanium directly affects the formation of gamma 'and gamma '' phases.
Для понимания количественного образования упрочняемых старением фаз были проведены расчёты применительно к химическому составу LB250643. Расчёты при соответствующем химическом составе проводились при температуре первой стадии упрочнения старением 650°С (ниже пиковой температуры). После этого проводилась вторая стадия упрочнения старением при варьируемых температурах. Подобные расчёты выполнялись для пиковой температуры в качестве температуры первой стадии упрочнения старением и при 730°С (свыше пиковой температуры) в качестве температуры первой стадии упрочнения старением, при этом температура на второй стадии варьировалась при шаге в 20 градусов. Результаты указаны в таблице 7 и на фиг. 7.To understand the quantitative formation of phases hardened by aging, calculations were carried out in relation to the chemical composition of LB250643. The calculations for the corresponding chemical composition were carried out at a temperature of the first stage of aging hardening of 650°C (below the peak temperature). This was followed by the second stage of hardening by aging at varying temperatures. Similar calculations were performed for the peak temperature as the temperature of the first stage of age hardening and at 730°C (above the peak temperature) as the temperature of the first stage of age hardening, while the temperature in the second stage was varied in steps of 20 degrees. The results are shown in Table 7 and in FIG. 7.
Следует отметить, что длительность упрочнения старением влияет на доли фаз. Пример для химического состава LB250643 приведён на фиг. 8. На этой фигуре показана изотермическая диаграмма для данного химического состава при упрочнении старением при 650°С, при этом максимальная доля гамма’ фазы была достигнута через около 7 часов. Если температура поднята до 730°С, то продолжительность для достижения максимальной доли гамма’ фазы сокращается. На фиг. 9 приведена изотермическая диаграмма для данного химического состава для упрочнения старением при 730°С.It should be noted that the duration of hardening by aging affects the phase fractions. An example for the chemical composition of LB250643 is shown in FIG. 8. This figure shows an isothermal diagram for a given chemical composition under age hardening at 650°C, with the maximum gamma' phase being reached after about 7 hours. If the temperature is raised to 730°C, the time to reach the maximum proportion of the gamma phase is shortened. In FIG. 9 is an isothermal diagram for a given age hardening chemistry at 730°C.
Различие между расчётными и экспериментальными пиковыми температурами ожидаемо и известно. Для того, чтобы узнать, какое отклонение произойдёт при данных пределах состава, пиковую температуру подтвердили посредством термообработки и испытаний на твёрдость. Диаграмма с экспериментально установленными показателями твёрдости при химическом составе LB250643 приведена на фиг. 10. При данном химическом составе отклонение составляет 80°С, эта разница должна учитываться при планировании термообработки.The difference between calculated and experimental peak temperatures is expected and known. In order to find out what deviation will occur at given composition limits, the peak temperature was confirmed through heat treatment and hardness testing. A diagram with experimentally established hardness indices for the chemical composition of LB250643 is shown in Fig. 10. With a given chemical composition, the deviation is 80°C, this difference must be taken into account when planning the heat treatment.
Таблица 7. Доля фаз упрочнения старением и механические свойства после разных двухстадийных упрочнений старением для состава LB250643Table 7. Age hardening phase fraction and mechanical properties after different two-stage age hardening for composition LB250643
Экспериментальные данныеExperimental data
Для подтверждения механизмов водородного охрупчивания проводились лабораторные опыты с лабораторными расплавами с химическими составами LB250646, LB250647, LB250650, LB250642. С этими расплавами проводили тесты на медленное нагружение при катодной поляризации согласно публикации NACE 3948, 2014 г. Результаты приведены в таблице 8.To confirm the mechanisms of hydrogen embrittlement, laboratory experiments were carried out with laboratory melts with chemical compositions LB250646, LB250647, LB250650, LB250642. These melts were tested for slow loading under cathodic polarization according to NACE publication 3948, 2014. The results are shown in Table 8.
Таблица 8. Результаты тестов на медленное нагружение при использовании 4 химических составов (LB250646 сравнительный, LB250647 без содержания Nb, LB250650 без содержания Al, LB250642 с низким содержанием Nb).Table 8. Results of slow loading tests using 4 chemistries (LB250646 comparative, LB250647 without Nb, LB250650 without Al, LB250642 with low Nb).
Тесты на медленное нагружение подтверждают действие теоретического механизма, согласно которому присутствие или преобладание гамма’’ вредно сказывается на стойкости материала к водородному охрупчиванию, поскольку сплавы без содержания ниобия или с его низким содержанием (т.е. с преобладанием гамма’) не обладают полностью или почти не обладают предрасположенностью к водородному охрупчиванию, что подтверждается более высокими коэффициентами относительного удлинения при разрыве.Slow loading tests support the theoretical mechanism that the presence or predominance of gamma'' is detrimental to the resistance of a material to hydrogen embrittlement, since niobium-free or low (i.e., gamma'-dominant) alloys do not fully or almost do not have a predisposition to hydrogen embrittlement, which is confirmed by higher coefficients of elongation at break.
Шихта, обеспечивающая выделение только гамма’’ (LB250650 без содержания алюминия), характеризуется наихудшей стойкостью к водородному охрупчиванию.Gamma-only charge (LB250650 without aluminium) has the worst resistance to hydrogen embrittlement.
Поэтому заявленные пределы для сплава согласно изобретению могут быть отдельно обоснованы следующим образом.Therefore, the stated limits for the alloy according to the invention can be separately substantiated as follows.
Железо снижает стоимость и, таким образом, должно использоваться. Поэтому 12% - это нижний предел содержания железа. Однако железо не следует вносить чрезмерно из-за ухудшения свойств материала. Поэтому 24% следует считать верхним пределом. При необходимости железо может быть заменено кобальтом.Iron reduces cost and thus should be used. Therefore, 12% is the lower limit of iron content. However, iron should not be added excessively due to the deterioration of the material properties. Therefore, 24% should be considered the upper limit. If necessary, iron can be replaced by cobalt.
Минимальное содержание 17% хрома повышает прочность при комнатной температуре и одновременно обеспечивает общую стойкость к коррозии. В сочетании с углеродом образуются карбиды хрома, которые способны повысить прочность при высоких температурах. Слишком большие содержания хрома ухудшают стабильность фаз в сплаве и способствуют образованию вредных фаз, что отрицательно сказывается на пластичности и вязкости, и поэтому содержание хрома в количестве 21% служит верхним пределом.The minimum 17% chromium content increases strength at room temperature and at the same time provides overall corrosion resistance. In combination with carbon, chromium carbides are formed, which are able to increase strength at high temperatures. Too high chromium content deteriorates the phase stability of the alloy and promotes the formation of harmful phases, which adversely affects the ductility and toughness, and therefore the content of chromium in the amount of 21% is the upper limit.
Более высокие содержания молибдена увеличивают стойкость к точечной коррозии в хлорсодержащих средах. С увеличением минимального содержания молибдена от 0,001 до 3% стойкость к коррозионному растрескиванию при повышенных температурах также возрастает. Верхним пределом считается содержание 9%, поскольку добавление молибдена значительно влияет на стоимость металла. Higher molybdenum contents increase pitting resistance in chlorinated environments. With an increase in the minimum content of molybdenum from 0.001 to 3%, the resistance to stress corrosion cracking at elevated temperatures also increases. The upper limit is considered to be 9%, since the addition of molybdenum significantly affects the cost of the metal.
Вольфрам может применяться в качестве замещающего молибден элемента и тогда он также ограничивается содержанием от >0 до 9%.Tungsten can be used as a substitute for molybdenum and is then also limited to >0 to 9%.
Также возможна комбинация из молибдена и вольфрама, при этом доля вольфрама устанавливается равной по меньшей мере 0,01%. A combination of molybdenum and tungsten is also possible, with the proportion of tungsten set to at least 0.01%.
Образование интерметаллической выделяющейся при упрочнении старением гамма’ фазы возрастает при повышении количества Al + Ti. Поэтому минимальное содержание алюминия 0,4% является необходимым. Если же содержание алюминия является слишком большим, то по границам зёрен происходит агрегация и огрубление гамма’ фазы, вследствие чего резко снижаются механические свойства и ухудшается обрабатываемость в горячем состоянии. Для порошкового сплава для аддитивных технологических методов содержание алюминия может быть задано более высоким, так как соответствующие процессы обходятся без горячей деформации. Поэтому содержание алюминия ограничивают 4,0%.The formation of the intermetallic gamma phase released during hardening by aging increases with an increase in the amount of Al + Ti. Therefore, a minimum aluminum content of 0.4% is necessary. If the aluminum content is too high, then aggregation and coarsening of the gamma phase occurs along the grain boundaries, as a result of which the mechanical properties sharply decrease and the hot workability deteriorates. For powder alloy for additive manufacturing methods, the aluminum content can be set higher, since the corresponding processes dispense with hot deformation. Therefore, the aluminum content is limited to 4.0%.
Титан сочетают с алюминием и никелем для получения гамма’ фазы, он содействует увеличению прочности сплава в результате выделений. Тем не менее, если титан внесён в чрезмерном количестве, может образовываться фаза эта, из-за чего ухудшаются механические свойства. Поэтому титан добавляют в количестве до 3,0%.Titanium is combined with aluminum and nickel to form the gamma phase, and it helps to increase the strength of the alloy as a result of precipitation. However, if titanium is added in excess, an eta phase may form, causing mechanical properties to deteriorate. Therefore, titanium is added in an amount up to 3.0%.
Ниобий (или тантал) стабилизирует гамма’ фазу и способствует увеличению прочности. Поэтому его минимальное содержание должно составлять 1%. Однако ниобий (или тантал) причастен к образованию гамма’’ фазы, являющейся вредной для стойкости к водородному охрупчиванию, и поэтому подлежит контролю. По этой причине содержание ниобия (или тантала) ограничено величиной от 1 до 5,7%.Niobium (or tantalum) stabilizes the gamma phase and increases strength. Therefore, its minimum content should be 1%. However, niobium (or tantalum) is involved in the formation of the gamma phase, which is detrimental to the resistance to hydrogen embrittlement, and therefore must be controlled. For this reason, the content of niobium (or tantalum) is limited to 1 to 5.7%.
Бор и фосфор обладают способностью к подавлению чрезмерного накапливания водорода по границам фаз и зёрен. Этим возможно снизить чувствительность к водородному охрупчиванию. Тем не менее сегрегации по границам фаз и зёрен слишком выражены в том случае, когда бор и фосфор применяются в чрезмерном количестве, и эффект снижения водородного охрупчивания теряется. Также может быть ограничена обрабатываемость и поэтому бор ограничивают до содержания от 0,001% до не более 0,01%, фосфор ограничивают до содержания от 0,001 до не более 0,02%.Boron and phosphorus have the ability to suppress excessive accumulation of hydrogen along the boundaries of phases and grains. This may reduce the sensitivity to hydrogen embrittlement. However, segregations along the phase boundaries and grains are too pronounced when boron and phosphorus are used in excessive amounts, and the effect of reducing hydrogen embrittlement is lost. Processability may also be limited, and therefore boron is limited to 0.001% to no more than 0.01%, phosphorus is limited to 0.001 to no more than 0.02%.
Кобальт может заменять никель, он улучшает свойства при повышенных температурах. В сплаве может содержаться до 3% кобальта. Cobalt can replace nickel, it improves properties at elevated temperatures. The alloy may contain up to 3% cobalt.
Содержание углерода ограничивается величиной не более 0,045%, поскольку этот элемент при таком содержании снижает способность к обработке вследствие чрезмерного образования карбидов.The carbon content is limited to not more than 0.045%, since this element at this content reduces the workability due to excessive formation of carbides.
Медь ограничивается величиной не более 0,23%, так как этот элемент снижает стойкость к окислению.Copper is limited to no more than 0.23%, since this element reduces the oxidation resistance.
Остальное в сплаве – никель (50 – 55%), следует иметь в виду, что в остатке содержатся в незначительных количествах примеси, которые существенно не изменяют свойства сплава. Следовательно, примеси, такие, как сера, могут присутствовать в общем количестве 0,01%. Марганец и кремний ограничивают содержанием, не превышающим 0,35%.The rest of the alloy is nickel (50 - 55%), it should be borne in mind that the remainder contains small amounts of impurities that do not significantly change the properties of the alloy. Therefore, impurities such as sulfur may be present in a total amount of 0.01%. Manganese and silicon are limited to content not exceeding 0.35%.
Для контроля за выделениями фаз и их моделирования крайне важно планирование термообработки. Поэтому пределы параметров термообработки сплава согласно изобретению могут быть обоснованы отдельно следующим образом.Heat treatment planning is essential to control and simulate phase precipitation. Therefore, the limits of the heat treatment parameters of the alloy according to the invention can be justified separately as follows.
Фазы выделения для возможных пределов химического состава образуются при температуре ниже 970°С и поэтому сплав подвергают отжигу на твердый раствор в течение от 0,1 мин до 60 ч с тем, чтобы перевести все фазы в раствор, с учётом размеров изделия. Температура отжига на твердый раствор ограничена максимальной величиной 1150°С с целью ограничения роста зерен. Для исключения образования выделений после отжига на твердый раствор предлагается проводить быстрое охлаждение в подвижной атмосфере отжига, инертном газе, воде, полимере или масле.The precipitation phases for the possible limits of the chemical composition are formed at temperatures below 970 ° C and therefore the alloy is subjected to solution annealing for 0.1 min to 60 h in order to transfer all phases into solution, taking into account the dimensions of the product. The solution annealing temperature is limited to a maximum value of 1150° C. in order to limit grain growth. To exclude the formation of precipitates after solid solution annealing, it is proposed to carry out rapid cooling in a mobile annealing atmosphere, inert gas, water, polymer, or oil.
Затем проводится отжиг на упрочнение старением для образования фаз выделения и для достижения хороших механических свойств. Для этого материал подвергают отжигу при температуре от 600 до 900°С в течение от 0,1 ч до 60 ч. Более длительные периоды упрочнения старением приводят к выделениям дельта и эта фаз и должны избегаться. Subsequently, age hardening annealing is carried out to form precipitation phases and to achieve good mechanical properties. To do this, the material is annealed at 600 to 900° C. for 0.1 hour to 60 hours. Longer age hardening periods lead to precipitation of delta and eta phases and should be avoided.
При необходимости упрочнение старением может проводиться на второй стадии при температуре от 550 до 900°С в течение от 0,1 ч до 60 ч.If necessary, hardening by aging can be carried out in the second stage at a temperature of from 550 to 900°C for 0.1 h to 60 h.
Температура упрочнения старением выбирается в зависимости от назначения. Процессы упрочнения старением, оптимизирующие механические свойства, применяются при назначениях, при которых требуются превосходные механические свойства. Процессы упрочнения старением, оптимизирующие соотношение гамма’/гамма’’ фаз, применяются в случаях, когда требуется превосходная стойкость к водородному охрупчиванию. The temperature of hardening by aging is selected depending on the purpose. Age hardening processes that optimize mechanical properties are used in applications where excellent mechanical properties are required. Age hardening processes that optimize the gamma/gamma phase ratio are used when excellent resistance to hydrogen embrittlement is required.
Одностадийные упрочнения старением приводят к более высоким соотношениям гамма’/гамма’’ фаз и более низким механическим свойствам.Single step age hardening results in higher gamma'/gamma'' phase ratios and lower mechanical properties.
Двухстадийные упрочнения старением могут приводить к различным структурам с достижением разных механических свойств в зависимости от выбранных температур на первой и второй стадиях.Two-stage age hardening can lead to different structures with different mechanical properties depending on the selected temperatures in the first and second stages.
Если температура на первой стадии равна упомянутой пиковой температуре, то упрочнение старением приводит к превосходным механическим свойствам, хотя соотношение гамма’/гамма’’ фаз согласно расчётам меньше.If the temperature in the first stage is equal to the mentioned peak temperature, then the age hardening results in excellent mechanical properties, although the ratio of gamma'/gamma'' phases is calculated to be less.
Двухстадийное упрочнение старением при первой температуре свыше пиковой температуры приводит к средним механическим свойствам. Соотношения долей гамма’/гамма’’ фаз являются в этом случае меньшими, т.е. это приводит к более низкой стойкости к водородному охрупчиванию.The two-stage age hardening at a first temperature above the peak temperature results in average mechanical properties. The proportions of the gamma'/gamma'' phases are smaller in this case, i.e. this results in lower resistance to hydrogen embrittlement.
Если температура на первой стадии лежит ниже пиковой температуры, а температура на второй стадии меньше температуры на первой стадии, то механические свойства будут ниже свойств, которые могут быть достигнуты при одностадийном упрочнении старением. Однако соотношение долей гамма’ / гамма’’ фаз может быть выше, и, таким образом, такая термообработка может использоваться в случаях назначения, при которых главной целью служат повышенные требования к стойкости к водородному охрупчиванию. С другой стороны, превосходные механические свойства могут достигаться и в том случае, когда температура на первой стадии лежит ниже пиковой температуры, а температура на второй стадии выше первой температуры. Соотношение долей гамма’ / гамма’’ фаз сохраняется на том же самом уровне.If the temperature in the first stage is below the peak temperature, and the temperature in the second stage is less than the temperature in the first stage, then the mechanical properties will be lower than those that can be achieved with one-stage age hardening. However, the ratio of gamma'/gamma'' phases can be higher, and thus this heat treatment can be used in applications where higher requirements for resistance to hydrogen embrittlement are the main goal. On the other hand, excellent mechanical properties can also be achieved when the temperature in the first stage is below the peak temperature and the temperature in the second stage is above the first temperature. The ratio of the proportions of gamma ' / gamma '' phases is maintained at the same level.
Необходимо учитывать также длительность упрочнения старением. При низкотемпературном упрочнении старением требуются более длительные периоды упрочнения старением с тем, чтобы могли произойти все выделения, в то время как для упрочнения старением при более высоких температурах достаточны короткие периоды упрочнения старением.It is also necessary to take into account the duration of hardening by aging. For low temperature age hardening, longer time hardening times are required so that all precipitation can occur, while for high temperature age hardening, short time hardening times are sufficient.
Посредством сплава согласно изобретению или посредством термообработки согласно изобретению (отжиг на твердый раствор и отжиг на упрочнение старением) могут обеспечиваться следующие свойства: коэффициент относительного удлинения при разрыве при испытании в среде кислого газа (NACE, публикация 3948) превышает 75%, предпочтительно превышает 90%, при пределе текучести на воздухе > 100 ksi, предпочтительно > 120 ksi.By the alloy according to the invention or by the heat treatment according to the invention (solution annealing and age hardening annealing), the following properties can be achieved: elongation at break when tested in sour gas (NACE publication 3948) exceeds 75%, preferably exceeds 90% , at a yield strength in air > 100 ksi, preferably > 120 ksi.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Фиг. 1 – энергия в зависимости от удлинения при численном испытании на растяжение системы гамма/гамма’ без (чёрная линия) и с (красная линия) присутствием атома водорода.Fig. 1 – energy versus elongation in the numerical tensile test of the gamma/gamma’ system without (black line) and with (red line) the presence of a hydrogen atom.
Фиг. 2 – энергия в зависимости от растяжения при численном испытании на растяжение системы гамма/гамма’’ без (чёрная линия) и с (красная линия) атомом водорода.Fig. 2 – energy versus tension in the numerical tensile test of the gamma/gamma’’ system without (black line) and with (red line) a hydrogen atom.
Фиг. 3 - энергия в зависимости от растяжения при численном испытании на растяжение системы гамма/дельта без (чёрная линия) и с (красная линия) атомом водорода.Fig. 3 - energy versus tension in a numerical tensile test of the gamma/delta system without (black line) and with (red line) a hydrogen atom.
Фиг. 4 – полученные сканирующим электронным микроскопом изображения материала, представленного вариантами 120К, 140К, 150К сплава Alloy 718.Fig. 4 – SEM images of the material represented by 120K, 140K, 150K variants of Alloy 718 alloy.
Фиг. 5 – механические свойства в зависимости от температуры упрочнения старением сплава состава LB250643.Fig. 5 - mechanical properties depending on the temperature of hardening by aging of the alloy composition LB250643.
Фиг. 5’ – фазовая диаграмма сплава состава LB250643Fig. 5' - phase diagram of the alloy composition LB250643
Фиг. 6 – диаграмма «время, температура, превращение» сплава состава LB250643.Fig. 6 - diagram "time, temperature, transformation" of the alloy composition LB250643.
Фиг. 7 - расчётные механические свойства после двухстадийного упрочнения старением твердения сплава химического состава LB250643.Fig. 7 - calculated mechanical properties after two-stage hardening by aging hardening of an alloy of chemical composition LB250643.
Фиг. 8 – изотермическая диаграмма сплава химического состава LB250643 при упрочнении старением при 650°С. Доля выделения гамма’ фазы показана красными кружками, доля выделения гамма’’ фазы – голубыми четырёхугольниками.Fig. 8 is an isothermal diagram of the LB250643 alloy with aging hardening at 650°C. The proportion of the gamma phase is shown by red circles, the proportion of the gamma phase is shown by blue rectangles.
Фиг. 9 – изотермическая диаграмма сплава химического состава LB250643 при упрочнении старением при 730°С. Доля выделения гамма’ фазы показана красными кружками, доля выделения гамма’’ фазы – голубыми четырёхугольниками.Fig. 9 is an isothermal diagram of an alloy of the chemical composition LB250643 during aging hardening at 730°C. The proportion of the gamma phase is shown by red circles, the proportion of the gamma phase is shown by blue rectangles.
Фиг. 10 – экспериментальная кривая твёрдости в зависимости от температуры упрочнения старением сплава химического состава LB250643.Fig. 10 - experimental curve of hardness depending on the temperature of hardening by aging of an alloy of chemical composition LB250643.
Фиг. 11а – 11ab – механические свойства в зависимости от температуры упрочнения старением разных вариантов сплава.Fig. 11a - 11ab - mechanical properties depending on the temperature of hardening by aging of different variants of the alloy.
Claims (75)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019106776.6 | 2019-03-18 | ||
| DE102020106433.0 | 2020-03-10 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2023103593A Division RU2808314C2 (en) | 2019-03-18 | 2020-03-17 | Method for producing nickel alloy powder with good corrosion resistance and high tensile strength and its application (options) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2791029C1 true RU2791029C1 (en) | 2023-03-01 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2840518C2 (en) * | 2022-03-10 | 2025-05-26 | Фдм Металз Интернациональ Гмбх | Method of manufacturing part from workpiece made from nickel-chromium-aluminium alloy |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2070601C1 (en) * | 1994-03-14 | 1996-12-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Refractory alloy on the base of nickel |
| RU2272083C2 (en) * | 2001-03-08 | 2006-03-20 | Эй Ти Ай Пропертиз, Инк. | The method of production of the ingots of the large diameter out of alloys on the basis of nickel |
| JP2013059768A (en) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Toshiba Corp | Ni-BASED ALLOY FOR WELDING, AND FILLER MATERIAL |
| JP2014019916A (en) * | 2012-07-19 | 2014-02-03 | Toshiba Corp | Ni-BASED ALLOY FOR CASTING AND TURBINE CASTING COMPONENT |
| DE102015016729A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-22 | Vdm Metals International Gmbh | Process for producing a nickel-base alloy |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2070601C1 (en) * | 1994-03-14 | 1996-12-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Refractory alloy on the base of nickel |
| RU2272083C2 (en) * | 2001-03-08 | 2006-03-20 | Эй Ти Ай Пропертиз, Инк. | The method of production of the ingots of the large diameter out of alloys on the basis of nickel |
| JP2013059768A (en) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Toshiba Corp | Ni-BASED ALLOY FOR WELDING, AND FILLER MATERIAL |
| JP2014019916A (en) * | 2012-07-19 | 2014-02-03 | Toshiba Corp | Ni-BASED ALLOY FOR CASTING AND TURBINE CASTING COMPONENT |
| DE102015016729A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-22 | Vdm Metals International Gmbh | Process for producing a nickel-base alloy |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2840518C2 (en) * | 2022-03-10 | 2025-05-26 | Фдм Металз Интернациональ Гмбх | Method of manufacturing part from workpiece made from nickel-chromium-aluminium alloy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12195827B2 (en) | Nickel alloy having good resistance to corrosion and high tensile strength, and method for producing semi-finished products | |
| EP2072627B1 (en) | Weldable oxidation resistant nickel-iron-chromium-aluminum alloy | |
| EP1900835B1 (en) | Cobalt-chromium-iron-nickel alloys amenable to nitride strengthening | |
| CN102586652B (en) | For the Ni-Cr-Co alloy of advanced gas turbine engines | |
| EP2675931B1 (en) | HIGH TEMPERATURE LOW THERMAL EXPANSION Ni-Mo-Cr ALLOY | |
| EP1512767A1 (en) | Age-hardenable, corrosion resistant Ni-Cr-Mo alloys | |
| EP3526357B1 (en) | High temperature, damage tolerant superalloy, an article of manufacture made from the alloy, and process for making the alloy | |
| JP3308090B2 (en) | Fe-based super heat-resistant alloy | |
| US9551051B2 (en) | Weldable oxidation resistant nickel-iron-chromium aluminum alloy | |
| RU2791029C1 (en) | Nickel alloy with good corrosion resistance and high tensile strength and method for production of semi-products | |
| RU2808314C2 (en) | Method for producing nickel alloy powder with good corrosion resistance and high tensile strength and its application (options) | |
| CA2010147A1 (en) | Tantalum-containing superalloys | |
| EP0693566A2 (en) | Weldable heat resistant alloy | |
| JP7551935B2 (en) | High strength, heat stable nickel-based alloy | |
| US5066458A (en) | Heat resisting controlled thermal expansion alloy balanced for having globular intermetallic phase | |
| JPH0684535B2 (en) | Method for producing nickel-based alloy |