PL136519B1 - Nickel alloy with high chromium content - Google Patents

Nickel alloy with high chromium content Download PDF

Info

Publication number
PL136519B1
PL136519B1 PL24251382A PL24251382A PL136519B1 PL 136519 B1 PL136519 B1 PL 136519B1 PL 24251382 A PL24251382 A PL 24251382A PL 24251382 A PL24251382 A PL 24251382A PL 136519 B1 PL136519 B1 PL 136519B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
alloy
weight
chromium
platinum
titanium
Prior art date
Application number
PL24251382A
Other languages
Polish (pl)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of PL136519B1 publication Critical patent/PL136519B1/en

Links

Landscapes

  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest stop niklu zawierajacy od 23 do 37% wagowo chromu, który nawet w tempera¬ turach do okolo 1100°C, a zwlaszcza 1000 do 1100°C wykazuje duza odpornosc na korozje wzgledem szkla przy dobrych wlasnosciach mechanicznych. Zapotrzebowanie na tego typu stopy wystepuje w przypadku kon¬ struowania wyposazenia do obslugiwania stopionego szkla, a zwlaszcza w przedzarkach odsrodkowych stosowa¬ nych do wytwarzania wlókien szklanych. Z opisu patentowego Niemieckiej Republiki Federalnej nr 2 530 245, brytyjskiego opisu patentowego nr 2 033 925 i z artykulu „Nadstopy wzbogacane platyna" autorstwa C. W. Corti i in. na stronach 2 do 11 „Przegladu platynowców" Tom 24 Nr 1 ze stycznia 1980, opublikowanego przez Johnson, Matthey & Co.Ltd, Londyn, znane sa nadstopy niklu majace dobra odpornosc na korozje i podwyzszone wlasnosci mechaniczne przy wysokich temperaturach. Opisane w tych trzech publikaqach nad¬ stopy zawieraja chrom i jeden lub wiecej metali wybranych z grupy platynowców, przy czym wybierany metal stanowi zwykle platyna. Nadstopy zawieraja glównie dwie fazy krystaliczne, a mianowicie faze podstawowa i faze wydzielona (tj. faze wydzielona gamma prim).Chrom i metale z grupy platynowców nadaja stopowi podwyzszona odpornosc na korozje. Tego rodzaju wplyw chromu polega na tworzeniu powierzchniowych tlenków ochronnych, natomiast nie jest znany mecha¬ nizm podnoszenia odpornosci na korozje wskutek obecnosci metali z grupy platynowców.Metale z grupy platy¬ nowców (zwlaszcza platyna) prawdopodobnie stabilizuja równiez wystepujaca w stopie faze wydzielona 7'.Bogate nadstopy zawieraja ponad 50% objetosciowe fazy wydzielonej 7', która w znacznym stopniu przyczynia sie do polepszania wlasnosci mechanicznych nadstopu w wysokich temperaturach. Jakkolwiek opis patentowy Niemieckiej Republiki Federalnej nr 2 530 245 dotyczy nadstopów zawierajacych 30% wagowo chromu, to jed¬ nak obecnosc duzej ilosci chromu w fazie podstawowej powoduje tworzenie sie iglastej fazy wydzielonej znanej jako faza 6, która pogarsza wlasnosci mechaniczne. Próby zwiekszenia odpornosci na korozje nadstopów niklu z zawartoscia platyny, posiadajacych zwiekszona wytrzymalosc, poprzez zwiekszanie zawartosci w nich chromu zakonczyly sie niepowodzeniem ze wzgledu na niedopuszczalna utrate wlasnosci mechanicznych wskutek pow¬ stania fazy wydzielonej 7'. Z tego wzgledu takie stopy niklu zawieraja zwykle 23,5% lub mniej wagowo chromu, a praktycznie od 8 do 12%.Problemy wystepujace przy duzych ilosciach chromu w nadstopie niklu zawierajacym metale z grupy platy¬ nowców sa poglebione przez trzy dalsze szkodliwe skutki. Po pierwsze stwierdzono, ze chrom przechodzi- 2 136519 preferencyjnie do fazy podstawowej z fazy wydzielonej 7', tak ze jakiekolwiek zwiekszenie zawartosci chromu wnadstopie wywiera nieproporcjonalnie ujemny wplyw na faze podstawowa 7. Po drugie, wydzielanie sie chromu z fazy wydzielonej 7' do fazy podstawowej 7 powoduje zubozenia fazy wydzielonej w chrom, a tym samym mniejsza odpornosc na korozje (jakkolwiek jest to czesciowo zlagodzone wskutek obecnosci metali z grupy platynowców). Po trzecie wreszcie, w wysokich temperaturach (ponad 800°C) czesc fazy wydzielonej 7' (ubozsej w chrom) ponownie rozpuszcza sie w obszarach powierzchniowych stopu, zubozajac je w chrom (w po¬ równaniu z wewnetrznymi obszarami fazy podstawowej), a tym samym powodujac mniejsza odpornosc na koro¬ zje. Jest to szczególnie niepozadane z tego wzgledu, ze wlasnie obszary powierzchniowe sa najbardziej narazone na dyfuzje czynników korozyjnych, wystepujacych w stopionym szkle. Obecnosc platyny poglebia problemy zwiazane z obecnoscia w nadstopie niklu duzych ilosci chromu, poniewaz platyna zwieksza i stabilizuje faze wydzielona 7' w stopie. Przy opisywaniu przedzarki odsrodkowej do wytwarzania wlókien szklanych w tempe¬ raturach powyzej 1000°C w wysoko korozyjnym srodowisku, w opisie patentowym St. Zjednoczonych nr 4 203 747 jest ujawnione, ze przedzarka jest wykonana z nadstopu nie zawierajacego metalu z grupy pla¬ tynowców.Celem wynalazku jest opracowanie stopu niklu zawierajacego duza ilosc chromu, który to stop bedzie wykazywal dobra odpornosc na korozje wzgledem szkla przy jednoczesnych dobrych wlasciwosciach mecha¬ nicznych w temperaturach do 1100°C, a zwlaszcza w zakresie 1000 do 1100°C i z tego wzgledu bedzie sie nadawal do wykonywania z niego czesci pracujacych w kontakcie ze stopionym szklem, a zwlaszcza bedzie przydatny do budowy przedzarek stosowanych do wytwarzania ze stopionego szkla wlókna szklanego. Stop niklu zawierajacy 23 do 37% wagowo chromu wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze posiada od sladu do 1,7% wagowo wegla, od 0,3 do 8% wagowo rutenu, oraz od sladu do 1,5% wagowo tytanu i od sladu do 1,5% wagowo aluminium, zas reszte stopu poza zanieczysczeniami stanowi nikiel. Stop korzystnie zawiera od 2 do 8% wagowo rutenu. Zaleca sie tez stosowanie od 0,3 do 1,5% wagowo tytanu i od 0,1 do 1% wagowo aluminium.Stwierdzono, ze pomimo malej zawartosci fazy wydzielonej 7' w temperaturach pokojowych (mogacej wynosic nawet mniej niz 5%) stop posiada dobre wlasnosci mechaniczne przy przykladowo 1080°C nawet w obecnosci stopionego skla. Przyczyna tego nie jest wyjasniona lecz uwaza sie, ze faza podstawowa 7 jest wzmacniana wskutek niewyjasnionego jeszcze oddzialywania metali szlachetnych w postaci platyny lub rutenu.Korzystne skladniki metali szlachetnych stanowi zarówno platyna jak i ruten, które prawdopodobnie wywieraja wspólnie wplyw na to oddzialywanie. Zaleca sie, aby skladnik metali szlachetnych zawieral od 0,3 do 1,7% wagi stopu platyny i 2 do 8% wagi stopu rutenu. Stosunek rutenu do platyny ma wynosic korzystnie od 12:1 do 3:1 (zwlaszcza od 7:1 do 3:1) wagowo.Zawartosc wegla w stopie aktywuje odtlenienie podczas operacji stapiania i odlewania, a ponadto prowadzi do wzmocnienia fazy podstawowej 7 przez tworzenie waglików,, bowiem niektóre skladniki stopu moga wystepowac w postaci weglików. Zasadniczo zwiekszenie wlasnosci mechanicznych stopów jest prawdopodob¬ nie wynikiem obecnosci tytanu i/lub aluminium w ilosciach nie przekraczajacych znacznie ich rozpuszczalnosci w stopie przy 1080°C. Teoretycznie wartosci ich rozpuszczalnosci nie powinny byc przekroczone, jednakze strata czesci tytanu lub aluminium podczas odlewania stopu na powietrzu lub wskutek tworzenia sie weglików tytanu moze spowodowac potrzebe przekroczenia tych rozpuszczalnosci o wartosci do 10% (korzystnie mniej niz 5%) rozpuszczalnosci. Tytan moze byc równiez pomocny w zwiazaniu zanieczyszczen azotowych, w którym to przypadku czesc tytanu moze wystepowac w postaci azotku. Takze niewielkie ilosci innych skladników moga wystepowac w postaci azotków.Stop moze byc dodatkowo wzmocniony przez wprowadzenie jednego lub wiecej metali ogniotrwalych takich jak wolfram (korzystnie 2 do 8%), tantal (korzystnie 2 do 6%), niob (korzystnie slady do 3%) lub molibden (korzystnie slady do 6%), dajace efekt wzmocnienia roztworu stalego i/lub efekt wzmocnienia wegli¬ ków. Korzystnie calkowita ilosc tych metali ogniotrwalych nie powinna przekraczac 8% wagi stopu, poniewaz duze ilosci moga spowodowac gwaltowna korozje. Zalecanym metalem jest tantal i wolfram. Wlasnosci mecha¬ niczne (na przyklad wytrzymalosc lub plastycznosc) mozna polepszyc wdrodze konwencjonalnej obróbki ciep¬ lnej.Korzystnie stop powinien zawierac zelazo i ewentualnie kobalt, które równiez powoduja wzmocnienie roz¬ tworu stalego w fazie podstawowej 7. Stop korzystnie zawiera zelazo w ilosciach od 0,05 do 15% (korzystnie 0,1 do 5% wagowo). Kobalt jest mniej zalecany ze wzgledu na wieksza podatnosc na utlenianie podczas topienia i odlewania, z tym, ze jesli utlenianie nie stanowi istotnego niebezpieczenstwa, wówczas mozna zastosowac kobalt w ilosciach korzystnie od sladu do 10% (zwlaszcza do 5%) wagowo. Stop moze równiez zawierac wanad w ilosciach od 0,05 do 2% (korzystnie 0,1 do 1%) wagowo, tworzacy pozyteczne wegliki.Do stopu korzystnie mozna dodac jeden lub wiecej pierwiastków takich jak mangan, magnez, wapn, hafn, itr, skand, krzem i pierwiastki ziem rzadkich takie jak cer, lantan, neodym lub miszmetal dla przeciwdzialania obecnosci tlenu i/lub siarki, przez co czesc skladników metalicznych stopu moze wystepowac jako zanieczysz¬ czenia w postaci tlenku lub siarczku, jakkolwiek niektóre lotne tlenki i siarczki moga ulotnic sie podczas topnie¬ nia i odlewania. Magnez i wapn moga wywierac inny pozyteczny wplyw poza dzialaniem jako srodki odtlenia-136519 3 jace. Moga one na przyklad redukowac szkodliwy wplyw niektórych faz miedzywezlowych. Krzem moze równiez dopomagac w aktywnosci tworzenia sie weglików MC, zwlaszcza gdy M stanowi wolfram, tantal niob lub molibden. Zalecane ilosci kazdego z tych skladników sa nastepujace: mangan slady do 2% (korzystnie do 1,0%) krzem slady do 1,0% (korzystnie do 0,7%) magnez slady do 0,5% (korzystnie do 0,15%) korzystnie w calosci lub czesciowo w postaci tlenku wapn hafn „ „ „ itr skand „ „ „ pierwiastki ziemrzadkich „ „ „ Podane wartosci procentowe stanowia procenty wagowe odniesione do calkowitej wagi stopu. Wydaje sie równiez korzystne dodanie do stopu tlenków hafnu, itru, skandu, pierwiastków ziem rzadkich lub miszmetalu dla spowodowania wzmocnienia dyspersyjnego i dodatkowej odpornosci na korozje, Ponadto stop moze korzystnie zawierac równiez bor i/lub cyrkon, które polepszaja jego plastycznosc i zmniejszaja wrazliwosc na dzialanie karbu, przy czym zaleca sie stosowanie od sladu do 0,3% (zwlaszcza 0,001 do 0,05%) wagowo boru i od sladu do 0,6% (korzystnie 0,1 do 0,4%) wagowo cyrkonu. Nadstopy mozna badac ze wzgledu na ich wytrzymalosc mechaniczna w warunkach kontaktu ze stopionym ffiklem w wysokich temperaturach poprzez odlewanie po kolei kazdego stopu do postaci wrebionego preta, wypelnienie wrebów szklem sodowym, a nastepnie przetesto¬ wanie na urzadzeniu do dokonywania prób pelzania.Testowanie stopów wedlug wynalazku zostalo uwidocznione w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z góry wrebionego preta wykonanego ze stopu wedlug wynalazku, przytrzymywanego szczekami urzadzenia do dokonywania prób pelzania, a fig. 2 - widok z boku preta i szczek pokazanych na fig. 1. Na fig. 1 jest pokazany cienki pret 1, wykonany z nadstopu przeznaczonego do przetesto¬ wania. Pret 1 posiada pare przeciwleglych wrebów 2 o zaokraglonym dnie 3. Wreby 2 formuja szyjke 9 w precie 1, który posiada ponadto otwory 4. Niepokazane urzadzenie do dokonywania prób pelzania zawiera górna szczeke 5a i dolna szczeke 5b, wykonane z metalu stabilnego pod wzgledem postaci w 1100°C. Jak pokazano na fig. 2, kazda ze szczek 5a i 5b zawiera szczeline 6 i otwór 7 o osi przechodzacej przez szczeline 6. Podczas testowania, pret 1 jest przytrzymywany szczekami 5a i 5b w szczelinach 6 za pomoca kolków 8, przelozonych przez otwory 4 i 7.Wymiary preta 1 sa nastepujace: dlugosc 4,32 cm szerokosc 1,44 cm grubosc 0,3 cm glebokosc wrebu2 0,53 cm szerokosc wrebu 2 0,19 cm Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przedstawionych ponizej przykladach, z których porównawcze sa przyklady A do C. Wykonano rozmaite nadstopy niklu, zawierajace duze ilosci chromu oraz inne skladniki jak to przedstawiono w tabeli A, przez dodanie i zmieszanie ze soba skladników w drodze konwencjonalnego topienia prózniowego i odlewania. Nastepnie odlane stopy wykorzystano jak nastepuje. Kazdy odlany stop byl kolejno ponownie stopiony na powietrzu i ponownie odlany w postaci wrebionego cienkiego preta jak przedstawiono na rysunku. Wreby zostaly wypelnione sproszkowanym szklem sodowym dla utworzenia srodowiska wysoce koro¬ zyjnego. Nastepnie pret zostal przytrzymany w szczekach 5a i 5b dla dokonywania prób pelzania, jak pokazano na rysunku, zas szczeki obciazono tak, aby wywolaly w szyjce 9 naprezenie 27,58 MPa. Caly uklad zostal ogrzany w powietrzu do 1080°C, a sproszkowane szklo uleglo stopieniu. Notowano okresy czasu potrzebne do przerwania szyjki dla dwóch lub wiecej próbek z danego stopu poddawanego testowaniu, zas sredni czas kazdej pary próbek przedstawiono w tabeli A i B.Porównawcze przyklady A, B i C wykazuja, ze niewystepowanie w stopie metali szlachetnych powoduje mechaniczne uszkodzenie po mniej niz 40 godzinach. Obecnosc metalu szlachetnego w postaci 6% platyny w przykladzie D powoduje zwiekszenie czasu trwalosci próbki do ponad 40 godzin. Dalsze niewielkie polepsze¬ nie wlasciwosci jest widoczne w przykladzie C, w którym jako dodatek metalu szlachetnego jest wprowadzona zarówno platyna jak i ruten, wykazujac istniejace prawdopodobnie miedzy nimi wspóldzialanie. Znaczne polep¬ szenie wlasciwosci uzyskuje sie przy dodaniu malych ilosci tytanu i aluminium, jak przedstawiono w przykla¬ dach 1 do 6. Stopy wedlug przykladów 1 do 6 nadaja sie do odlewania w niskiej prózni, a takze do przemyslo¬ wego odlewania na powietrzu. Sa one podatne na obróbke walcowaniem, kuciem lub wyciskaniem. Stopy wedlug wynalazku sa szczególnie przydatne na czesci wyposazenia do obslugiwania stopionego szkla, a zwlaszcza na czesci przedzarki odsrodkowej. Stosowane w opisie okreslenie „slady" oznacza zawartosc nie mniejsza niz 0,001% wagowo stopu.4 136519 W celu zilustrowania oddzialywania korozyjnego stopionego szkla na stopy niklu zawierajace chrom i platy¬ ne, przedstwiony w tabeli A stop H zostal przetestowany zarówno w obecnosci, jak i bez szkla sodowego, w drodze procedury stosowanej w przykladach 1 do 6, z tym wyjatkiem, ze badania prowadzone byly przy 1020°C i55,16MPa. Obecnosc szkla we wrebie powodowala zmniejszenie sredniego czasu zerwania szyjki z 243 godzin do 79 godzin.Tabela A Przyklad Skladnik 1 Ni Cr Ru Pt C Ti Al W Fe Mn Si Ni Ta Co Mo B Zr Sredni czas zerwania w.godzinach | A R 27 — - 0,45 — - 5,5 13 1 - - — - — - - 20* B R 29 - - 0,74 — - 7,1 8,5 0,85 0,9 - - 0,1 - - - 39,4 C R 38,6 - - 0,15 — - 2,35 2,85 1,04 1,3 — — 37 6 - - 31,6 D R 30 - 6 0,5 — - 3,5 0,7 0,3 - - 4 - — - 0,25 44,6 E R 29 4 - 0,74 — - 6 7,5 0,85 0,8 - - 0,1 — - - 46,3 F R 30 6 - 0,5 — - 3,5 0,4 0,3 - - 4 - - - 0,25 69,6 G R 27 5,3 1,1 0,5 — - 3,5 0,5 0,3 0,64 - — - — - - 100,8 H R 9,5 - 6,7 0,8 1,7 1 4,55 3 - - - 0,3 1,5 14,5 — 0,14 0,5 79 R = reszta stopu x = przyblizenie Tabela B 1 Przyklad j Skladnik 1 Ni Cr Ru Pt C Ti A1 W Fe Mn Y Ta B Zr Sredni czas zerwania w godzinach | 1 R 30 5 1 1 0,25 0,8 1,0 3,5 0,5 0,3 0,1 4 0,02 0,25 420 2 R 30 5 1 0,5 0,8 0,5 3,5 0,5 0,3 0,1 4 0,02 0,25 475 3 R 29,7 5 1 0,25 0,8 0,5 5,5 0,5 0,3 0,1 2 0,02 0,25 480 4 R 30 5,1 1 0,25 0,8 0,5 3,5 0,5 0,3 0,1 4 0,02 0,25 930 5 R 27 3 1 0,5 0,8 0,5 3,5 0,5 0,3 0,1 4 0,02 0,25 1010 6 R 25 5 1 0,5 0,8 0,5 3,5 0,5 0,3 0,1 4 0,02 0,25 1240x R = reszta stopu x = przyblizenie136519 5 W tabelach A i B ilosci skladników stopowych sa podane w procentach wagowych odniesionych do calko¬ witego ciezaru stopu.Zastrzezenia patentowe 1. Stop niklu zawierajacy 23 do 37% wagowo chromu, od sladu do 1 ,7% wagowo wegla, ruten, tytan i alumi¬ nium, zas reszte stopu poza zanieczyszczeniami stanowi nikiel, znamienny tym, ze zawiera od 0,3 do 8% wagowo rutenu oraz od sladu do 1,5% wagowo tytanu i od sladu do 1,5% wagowo aluminium. 2. Stop wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze zawiera od 2 do 8% wagowo rutenu. 3. Stop wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze zawiera od 0,3 do 1,5% wagowo tytanu i od 0,1 do 1% wagowo aluminium.FIG.1. FIG.2. PL PLThe present invention relates to a nickel alloy containing from 23 to 37% by weight of chromium, which even at temperatures of up to about 1100 ° C., especially 1000 to 1100 ° C., exhibits a high corrosion resistance to glass with good mechanical properties. Such alloys are in demand in the construction of equipment to handle molten glass, and in particular in centrifugal mills used to produce glass fibers. From German Federal Republic Patent Specification No. 2,530,245, British Patent Specification No. 2,033,925, and from the article "Platinum Enriched Superalloys" by CW Corti et al. On pages 2 to 11 of the "Platinum Review" Volume 24 No. 1 of January 1980, published by Johnson, Matthey & Co.Ltd, London, are known nickel superalloys having good corrosion resistance and increased mechanical properties at high temperatures. The super alloys described in these three publications contain chromium and one or more metals selected from the platinum group, the metal of choice typically being platinum. Superalloys mainly contain two crystalline phases, namely the basic phase and the precipitated phase (i.e. the gamma prime precipitated phase). Chromium and platinum group metals give the alloy increased corrosion resistance. This effect of chromium consists in the formation of protective surface oxides, while the mechanism of increasing corrosion resistance due to the presence of platinum group metals is not known. Platinum group metals (especially platinum) probably also stabilize the 7 'precipitate present in the alloy. Rich superalloys contain over 50% by volume of the 7 'separated phase, which contributes significantly to the improvement of the mechanical properties of the superalloy at high temperatures. Although German Federal Patent Specification No. 2,530,245 relates to superalloys containing 30% by weight of chromium, the presence of a large amount of chromium in the base phase causes the formation of a needle-like precipitate known as phase 6, which deteriorates the mechanical properties. Attempts to increase the corrosion resistance of platinum-containing nickel superalloys, having increased strength by increasing their chromium content, have failed due to the unacceptable loss of mechanical properties due to the formation of the 7 'separated phase. For this reason, such nickel alloys typically contain 23.5% or less by weight of chromium, and practically 8 to 12%. The problems with large amounts of chromium in a nickel superalloy containing platinum group metals are exacerbated by three further deleterious effects. First, it was found that chromium passes preferentially to the basal phase from the 7 'precipitate phase, so that any increase in the chromium content in the footalloy has a disproportionately negative effect on the basal phase 7. Second, the release of chromium from the 7' precipitate phase into the basal phase 7 causes a depletion of the precipitated phase in chromium and thus a lower corrosion resistance (although this is partially mitigated by the presence of platinum group metals). Thirdly, at high temperatures (over 800 ° C), part of the 7 'precipitated phase (less chromium) redissolves in the surface regions of the alloy, depleting them of chromium (compared to the internal regions of the base phase), and thus resulting in less corrosion resistance. This is particularly undesirable as it is the surface regions that are most vulnerable to diffusion of the corrosive agents present in the molten glass. The presence of platinum exacerbates the problems associated with the presence of large amounts of chromium in the nickel superalloy, as platinum increases and stabilizes the 7 'precipitated phase in the alloy. When describing a centrifugal mill for the production of glass fibers at temperatures above 1000 ° C in a highly corrosive environment, US Pat. No. 4,203,747 discloses that the punch is made of a superalloy containing no platinum group metal. The aim of the invention is to develop a nickel alloy containing a large amount of chromium, which alloy will show good corrosion resistance to glass with good moss properties at the same time. ¬ at temperatures up to 1100 ° C, especially in the range of 1000 to 1100 ° C, and for this reason it will be suitable for making parts working in contact with molten glass, and in particular it will be useful in the construction of quills used for the production of molten glass fibers glass. The nickel alloy containing 23 to 37% by weight of chromium according to the invention is characterized by a trace to 1.7% by weight of carbon, from 0.3 to 8% by weight of ruthenium, and from a trace to 1.5% by weight of titanium and a trace of up to 1.5% by weight of aluminum, and the rest of the alloy, apart from impurities, is nickel. The alloy preferably comprises 2 to 8% by weight of ruthenium. It is also recommended to use 0.3 to 1.5% by weight of titanium and 0.1 to 1% by weight of aluminum. It has been found that despite the low content of the 7 'precipitate at room temperatures (which may be even less than 5%), the alloy has good mechanical properties at, for example, 1080 ° C even in the presence of molten rock. The reason for this is not explained, but it is believed that the base phase 7 is strengthened due to the as yet unexplained interaction of noble metals in the form of platinum or ruthenium. Preferred noble metal constituents are both platinum and ruthenium, which are likely to have a joint effect on this effect. It is recommended that the precious metal component contain 0.3 to 1.7% by weight of a platinum alloy and 2 to 8% by weight of a ruthenium alloy. The ratio of ruthenium to platinum is preferably from 12: 1 to 3: 1 (especially from 7: 1 to 3: 1) by weight. The carbon content of the alloy activates deoxidation during the melting and casting operation and further strengthens the base phase 7 by forming because some components of the alloy may be in the form of carbons. In general, the increase in the mechanical properties of the alloys is most likely due to the presence of titanium and / or aluminum in amounts that do not significantly exceed their solubility in the alloy at 1080 ° C. Theoretically, their solubility values should not be exceeded, however, the loss of some titanium or aluminum during the casting of the alloy in air or due to the formation of titanium carbons may result in the need to exceed these solubilities by up to 10% (preferably less than 5%) of the solubility. Titanium can also help to deal with nitrogen contamination, in which case some of the titanium may be in the form of the nitride. Also small amounts of other ingredients may be in the form of nitrides The alloy may be further strengthened by incorporating one or more refractory metals such as tungsten (preferably 2 to 8%), tantalum (preferably 2 to 6%), niobium (preferably traces up to 3% ) or molybdenum (preferably traces up to 6%), giving a solid solution reinforcement effect and / or a carbide reinforcement effect. Preferably, the total amount of these refractory metals should not exceed 8% by weight of the alloy as large amounts can cause rapid corrosion. The preferred metals are tantalum and tungsten. The mechanical properties (for example strength or ductility) can be improved by conventional heat treatment. Preferably the alloy should contain iron and possibly cobalt which also strengthen the solid solution in the base phase 7. The alloy preferably contains iron in amounts from 0. 0.05 to 15% (preferably 0.1 to 5% by weight). Cobalt is less preferred because it is more susceptible to oxidation during melting and casting, except that if oxidation is not a significant hazard then cobalt may be used in amounts preferably from a trace to 10% (especially up to 5%) by weight. The alloy may also contain vanadium in amounts from 0.05 to 2% (preferably 0.1 to 1%) by weight to form a useful carbide. Preferably, one or more elements such as manganese, magnesium, calcium, hafnium, yttrium may be added to the alloy. scandium, silicon and rare earth elements such as cerium, lanthanum, neodymium or mischmetal to counteract the presence of oxygen and / or sulfur, whereby some of the metallic alloy components may appear as oxide or sulphide impurities, although some volatile oxides and sulphides may volatilize during melting and casting. Magnesium and calcium may have other beneficial effects besides acting as a de-oxygenating agent. For example, they can reduce the harmful effects of certain internodal phases. Silicon can also assist in the MC carb-forming activity, especially when M is tungsten, tantalum, niobium or molybdenum. Recommended amounts for each of these ingredients are as follows: manganese traces up to 2% (preferably up to 1.0%) silicon traces up to 1.0% (preferably up to 0.7%) magnesium traces up to 0.5% (preferably up to 0.15 %) preferably in whole or in part as calcium oxide, hafnium "yttrium scandium" "earth rare" "". The percentages given are percentages by weight based on the total weight of the alloy. It also seems advantageous to add to the alloy oxides of hafnium, yttrium, scandium, rare earth elements or mischmetal to cause dispersion strengthening and additional corrosion resistance.Moreover, the alloy may also advantageously contain boron and / or zircon, which improve its ductility and reduce its sensitivity to the action. notch, where it is recommended to use from a trace to 0.3% (especially 0.001 to 0.05%) by weight of boron and from a trace to 0.6% (preferably 0.1 to 0.4%) by weight of zircon. Superalloys can be tested for their mechanical strength in contact with the molten glass at high temperatures by casting each alloy in turn into a gilded rod, filling the spines with sodium glass, and then testing on a creep test device. is shown in the example embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows a top view of a forged bar made of an alloy according to the invention, held by the jaws of a creep test device, and fig. 2 a side view of the bar and jaws shown in fig. 1. FIG. 1 shows a thin rod 1 made of the super alloy to be tested. Pret 1 has a pair of opposing nets 2 with a rounded bottom 3. The ribs 2 form a neck 9 in the rod 1 which further has holes 4. A creep test device not shown comprises an upper jaw 5a and a lower jaw 5b made of a stable metal in the form of 1100 ° C. As shown in Fig. 2, each of the jaws 5a and 5b includes a slot 6 and a hole 7 with an axis passing through the slot 6. During testing, the rod 1 is held by the jaws 5a and 5b in the slots 6 by the pins 8 through the holes 4 and 7. The dimensions of the rod 1 are as follows: length 4.32 cm width 1.44 cm thickness 0.3 cm notch depth2 0.53 cm width of the notch 2 0.19 cm. A to C. Various nickel superalloys were made containing high amounts of chromium and other ingredients as shown in Table A by adding and blending the ingredients together by conventional vacuum melting and casting. The cast feet were then used as follows. Each cast alloy was successively re-melted in air and re-cast in the form of a wrapped thin rod as shown. The spines were filled with powdered sodium glass to create a highly corrosive environment. The rod was then held in jaws 5a and 5b to make creep tests as shown in the drawing, and the jaws were loaded to create a stress of 27.58MPa in the neck 9. The whole system was heated in air to 1080 ° C and the powdered glass melted. The time periods needed to break the neck for two or more specimens from a given alloy under test were recorded, and the average time for each pair of specimens is shown in Tables A and B. Comparative Examples A, B and C show that the absence of noble metals in the alloy causes mechanical damage after less than 40 hours. The presence of the noble metal in the form of 6% platinum in example D increases the shelf life of the sample to more than 40 hours. A further slight improvement in properties is seen in Example C, in which both platinum and ruthenium are added as a noble metal additive, showing a possible interaction between them. A significant improvement in properties is obtained by adding small amounts of titanium and aluminum as shown in Examples 1 to 6. The alloys of Examples 1 to 6 are suitable for low vacuum casting as well as for industrial air casting. They are amenable to rolling, forging or extrusion processing. The alloys according to the invention are particularly suitable for parts of the equipment for handling molten glass, and in particular for parts of a centrifugal mill. The term "traces" as used herein means a content of not less than 0.001% by weight of the alloy. without sodium glass, following the procedure used in Examples 1 to 6, except that the tests were conducted at 1020 ° C and 55.16 MPa. The presence of glass in the groove reduced the mean neck break time from 243 hours to 79 hours. Table A Example Component 1 Ni Cr Ru Pt C Ti Al W Fe Mn Si Ni Ta Co Mo B Zr Mean breaking time in hours | AR 27 - - 0.45 - - 5.5 13 1 - - - - - - - 20 * BR 29 - - 0.74 - - 7.1 8.5 0.85 0.9 - - 0.1 - - - 39.4 CR 38.6 - - 0.15 - - 2.35 2.85 1, 04 1.3 - - 37 6 - - 31.6 DR 30 - 6 0.5 - - 3.5 0.7 0.3 - - 4 - - - 0.25 44.6 ER 29 4 - 0.74 - - 6 7.5 0.85 0.8 - - 0.1 - - - 46.3 FR 30 6 - 0.5 - - 3.5 0.4 0.3 - - 4 - - - 0.25 69.6 GR 27 5.3 1.1 0.5 - - 3.5 0, 5 0.3 0.64 - - - - - - 100.8 HR 9.5 - 6.7 0.8 1.7 1 4.55 3 - - - 0.3 1.5 14.5 - 0, 14 0.5 79 R = alloy rest x = approximation Table B 1 Example j Component 1 Ni Cr Ru Pt C Ti A1 W Fe Mn Y Ta B Zr Average break time in hours | 1 R 30 5 1 1 0.25 0.8 1.0 3.5 0.5 0.3 0.1 4 0.02 0.25 420 2 R 30 5 1 0.5 0.8 0.5 3 , 5 0.5 0.3 0.1 4 0.02 0.25 475 3 R 29.7 5 1 0.25 0.8 0.5 5.5 0.5 0.3 0.1 2 0, 02 0.25 480 4 R 30 5.1 1 0.25 0.8 0.5 3.5 0.5 0.3 0.1 4 0.02 0.25 930 5 R 27 3 1 0.5 0 , 8 0.5 3.5 0.5 0.3 0.1 4 0.02 0.25 1010 6 R 25 5 1 0.5 0.8 0.5 3.5 0.5 0.3 0, 1 4 0.02 0.25 1240x R = rest of the alloy x = approx. 136 519 5 In Tables A and B, the amounts of the alloying elements are given in weight percent based on the total weight of the alloy. Claims 1. Nickel alloy containing 23 to 37% by weight. chromium, from a trace to 1.7% by weight of carbon, ruthenium, titanium and aluminum, and the remainder of the alloy, apart from impurities, is nickel, characterized in that it contains from 0.3 to 8% by weight of ruthenium and from a trace to 1.5% by weight of titanium and from trace to 1.5% by weight of aluminum. 2. The alloy according to claim 2. The process of claim 1, comprising 2 to 8% by weight of ruthenium. 3. The alloy according to claim FIG. 1 or 2, characterized in that it contains from 0.3 to 1.5% by weight of titanium and from 0.1 to 1% by weight of aluminum. FIG. 2. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Stop niklu zawierajacy 23 do 37% wagowo chromu, od sladu do 1 ,7% wagowo wegla, ruten, tytan i alumi¬ nium, zas reszte stopu poza zanieczyszczeniami stanowi nikiel, znamienny tym, ze zawiera od 0,3 do 8% wagowo rutenu oraz od sladu do 1,5% wagowo tytanu i od sladu do 1,5% wagowo aluminium. 2. Stop wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze zawiera od 2 do 8% wagowo rutenu. 3. Stop wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze zawiera od 0,3 do 1,5% wagowo tytanu i od 0,1 do 1% wagowo aluminium. FIG.1. FIG.1. Claims 1. A nickel alloy containing 23 to 37% by weight of chromium, from a trace to 1.7% by weight of carbon, ruthenium, titanium and aluminum, and the remainder of the alloy, apart from impurities, is nickel, characterized by 3 to 8% by weight of ruthenium and from trace to 1.5% by weight of titanium and from trace to 1.5% by weight of aluminum. 2. The alloy according to claim 2. The process of claim 1, comprising 2 to 8% by weight of ruthenium. 3. The alloy according to claim The process of claim 1 or 2, characterized in that it contains from 0.3 to 1.5% by weight of titanium and from 0.1 to 1% by weight of aluminum. FIG.1. FIG. 2. PL PL2. PL PL
PL24251382A 1981-04-08 1982-04-07 Nickel alloy with high chromium content PL136519B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8111047 1981-04-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL136519B1 true PL136519B1 (en) 1986-02-28

Family

ID=10521019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL24251382A PL136519B1 (en) 1981-04-08 1982-04-07 Nickel alloy with high chromium content

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS589955A (en)
HU (1) HU191356B (en)
PL (1) PL136519B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01175179A (en) * 1987-12-28 1989-07-11 Nippon Kooteingu Kogyo Kk Glass sealing holder for electronic component and glass sealing method with it

Also Published As

Publication number Publication date
JPS589955A (en) 1983-01-20
HU191356B (en) 1987-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4430297A (en) Hard nickel-base alloy resistant to wear and corrosion
EP0520464B1 (en) Nickel-base heat-resistant alloys
JP5270123B2 (en) Nitride reinforced cobalt-chromium-iron-nickel alloy
CA1171695A (en) Platinum group metal-containing alloy
US5529642A (en) Nickel-based alloy with chromium, molybdenum and tantalum
Holt et al. Impurities and trace elements in nickel-base superalloys
EP0009881B2 (en) Cobalt-containing alloys
US4662920A (en) Cast component of nickel alloys containing large amounts of chromium
EP1433865B1 (en) High-strength Ni-base superalloy and gas turbine blades
EP2826877A2 (en) Hot-forgeable Nickel-based superalloy excellent in high temperature strength
JP5226846B2 (en) High heat resistance, high strength Rh-based alloy and method for producing the same
JP2000512345A (en) Nickel-chromium-molybdenum-alloy
JPS629659B2 (en)
Chen et al. The microstructures and mechanical properties of the Sn-Zn-Ag-Al-Ga solder alloys—The effect of Ga
PL136519B1 (en) Nickel alloy with high chromium content
GB2184456A (en) Ni-based heat resistant alloy
WO2000034540A1 (en) Alloys for high temperature service in aggressive environments
JP3420815B2 (en) Oxidation and corrosion resistant alloys based on doped iron aluminide and their use
GB2039950A (en) Hard alloys
EP0962542A1 (en) Stable heat treatable nickel superalloy single crystal articles and compositions
EP0297785B1 (en) Ni based superalloy for single crystal
JPS61163238A (en) Heat and corrosion resistant alloy for turbine
RU2433196C1 (en) CASTABLE ALLOY ON BASIS OF INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al AND ITEM MADE FROM IT
CN108504903B (en) Ni-based superalloy
US2842439A (en) High strength alloy for use at elevated temperatures