Структура и свойства износостойкого сплава на основе кобальта с карбидом ниобия

Abstract

Исследованы структура, фазовый состав и свойства серийного сплава ХТН-61 промышленного производства, разработанного в ИМФ НАН Украины, для защиты от высокотемпературного износа контактирующих поверхностей лопаток турбины газотурбинного двигателя. Определено оптимальное соотношение между содержанием в сплаве ниобия и углерода, обеспечивающее температуру плавления выше 1300°C. Показано, что жаростойкость и износостойкость сплава оптимального состава при температурах до 1100°C обусловлены структурой, сформированной в процессе равновесной кристаллизации эвтектики кобальта с карбидом ниобия.

Досліджено структуру, фазовий склад та властивості серійного стопу ХТН-61 промислового виробництва, розробленого в ІМФ НАН України, для захисту від високотемпературного зношування контактувальних поверхонь лопаток турбіни газотурбінного двигуна. Визначено оптимальне співвідношення між вмістом у стопі ніобію та вуглецю, яке забезпечує температуру топлення вище 1300°C. Показано, що жаротривкість і зносостійкість стопу оптимального складу за температур до 1100°C зумовлені структурою, сформованою при кристалізації із розтопу евтектики кобальту з карбідом ніобію.

Structure, phase composition, and properties of the off-the-shelf wear resistant industrial alloy KhTN-61 designed at the IMPh, N.A.S. of Ukraine for the protection of the blades’ contact surfaces in gas turbine engines at high temperatures are investigated. The optimal range of niobium/carbon ratio providing melting temperature above 1300°C is determined. As a result, appropriate changes of the industrial technology of the alloy fabrication are studied. As shown, the wear resistance and the heat resistance of the industrial alloy with optimal composition at temperatures up to 1100°C are caused by structure formed upon crystallization of cobalt—niobium carbide eutectic.