CS208345B1 - Způaob obnovy mechanických vlastností provozovaných součástí vyrobených z niklových žárupevných slitin - Google Patents

Abstract

Způsob obnovy mechanických vlastností součástí vyrobených z niklových žárupevných slitin. Vynález se týká postupu, kterým lze obnovit.provozem degradované vlastnosti materiálu součástí, vyrobených z niklových žárupevných slitin vytvrzených fází Ni-j (Al,Ti) a to na úroveň vlastností blízkou materiálu součástí nových. Součásti vyrobené z niklových žáru- . pevných slitin podle vynálezu se žíhají při teplotách 900 až 1060°C a po ochlazení na pokojovou teplotu se znovu žíhá ?i teplotách v rozmezí 800 až 900°C.

Description

(54) Způaob obnovy mechanických vlastností provozovaných součástí vyrobených z niklových žárupevných slitin

Způsob obnovy mechanických vlastností součástí vyrobených z niklových žárupevných slitin. Vynález se týká postupu, kterým lze obnovit.provozem degradované vlastnosti materiálu součástí, vyrobených z niklových žárupevných slitin vytvrzených fází Ni-j (Al,Ti) a to na úroveň vlastností blízkou materiálu součástí nových. Součásti vyrobené z niklových žáru- . pevných slitin podle vynálezu se žíhají při teplotách 900 až 1060°C a po ochlazení na pokojovou teplotu se znovu žíhá ?i teplotách v rozmezí 800 až 900°C.

208 345

Vynález ee týká způsobu, kterým lze obnovit provozem degradované vlastnosti materiálu součástí, vyrobenýoh z niklových žárupevnýoh slitin vytvrzených fází Ni^ (AI,Ti) a to na úroveň vlaatnosti blízkou materiálu součástí nových.

V procesu exploatace součástí, vyrobených z niklových žárupevnýoh slitin vytvrzených fází Nij (AI,Ti), doohází při dlouhodobém provozu za zvýšených teplot k postupné degradaci užitných vlastností. Tento stav souvisí ae změnami struktury, způsobených dlouhodobou teplotní a napěťovou expozicí. Degradace materiálových vlastností je nejprve spojena s vylučováním, koagulací a změnou disperze vytvrzujících fází (zejména typu Ni^ (AI,Ti) a pozdě* ji i tvorbou diskontinuit v součásti (vytváření nových povrchů). Tyto jevy mají za následek postupné snižování provozní spolehlivosti součástí a součásti musí být po určité době yyřazeny z provozu. Zpravidla ae jedná o součásti s nejkratší pracovní dobou z celého stroje a k obnovení provozu-schopnosti stroje nutno vyřazené součásti nahradit novými, což je spojeno se značnými náklady.

Z uvedeného důvodu byly navrženy způsoby tepelného přepracování provozovaných součástí vyrobených z niklových žárupevnýoh slitin, jejichž cílem je úplná nebo částečná obnova mechanických vlastností dané součásti. Způsoby obnovy mechanických vlastností niklových slitin byly navrženy v zásadě dva. Jednak je to úplné tepelné přepracování přibližně odpovídající prvotnímu tepelnému zpracování materiálu součásti a dále pak jednoduché žíhání při teplotách mírně zvýšených nad původní pracovní teplotu součásti.

Úplné tepelné přepracování je používáno např. firmou Westlnghouse (viz časopis Combustion April 1971, str. 27) a firmou Brown-Boveri (NSR patent č, 1,259 366). V průběhu úplného tepelného zpracování dochází v prvním stupni tepelného zpracování k úplnému rozpuštěni částic fáze Nij(Al,Ti) a částečnému nebo úplnému rozpuštění karbidů typu MgjCg. Tyto fáze jeou opět vyloučeny jednak během následného ochlazování a dále v průběhu dalších stupňů tepelného zpracování. Nevýhodou uvedeného způsobu je nutnost chránit povrch zpracovávaných součástí proti působení zejména kyslíku a tedy nutnost používat poměrně nákladných zařízení. Dalěí pevýhodou je možnost změn tvaru součástí v důsledku plastické* deformace, které může při velmi vysokých teplotáoh prvního stupně tepelného zpracování vyvolat i namáhání od vlastní váhy součásti. Žíhání při teplotách mírně zvýšených nad pracovní teplotu tj. 850°C (podle SSSR AO 2,055 004) dochází u niklové slitiny typu Cr 15 W 10 Mo 5 AlTi , ještě k vylučování a koagulaci fáze Nij(Al,Ti). Nemohou tedy být při tomto způeobu zlepšeny a tím obnoveny žárupevné vlastnosti slitiny. Může věak být, jak autoři zdůrazňují, zvýšena plasticita v provozu vytvrzené slitiny, a tím tedy snížena její vrubová citlivost v důsledku koagulace a růstu částic fáze Nij(Al,Ti).

Nevýhody obou dosud známých způsobů tepelného zpracování provozovaných částí z niklových slitin, jejíchž cílem je obnovit mechanické vlastnosti těchto částí, odstraňuje způsob podle vynálezu, umožňující částečně nebo úplně obnovit všechny původní mechanické vlastnosti materiálu provozovaných částí v případě, že vlivem provozních podmínek součástí ještě nedošlo v materiálu, z něhož jsou vyrobeny, k vytvoření vnitřních diskontinuit

208 345 tj. vnitřních povrohů typu kavit, trhlin a podobně.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že provozovaná součást se žíhá při teplotách 900 až 1060°C a po ochlazení na pokojovou teplotu se znovu žíhá při teplotách v rozmezí 800 až 900°C.

Způsobem podle vynálezu dojde k částečnému nebo úplnému rozpuštění objemového podílu fáze Nij(Al,Ti) a jejímu novému vyloučení v distribuci blízké výchozímu stavu struktury materiálu součásti před počátkem provozu. Přitom mohou, ale také nemusí být rozpuštěny a znovu vyloučeny jiné fáze (ku příkladu karbidické) v základní hmotě slitiny. Aplikací vynálezu možno prodloužit pracovní dobu součásti zpravidla dvakrát, ale i vícekrát oproti původně předpokládané. Při teplotách, při kterých dochází k částečnému rozpuštění fáze Ni^(Al,Ti) jsou niklové slitiny ještě dostatečně odolné jak proti oxidaci tak proti defor mování, při čemž je ovlivněna disperze částic fáze Ni^(Al,Ti) natolik, že lze získat i me ohanické vlastnosti slitiny rovnocené vlastnostem nové součásti.

Pro obnovu práce stroje tedy při aplikaci vynálezu není nutno součásti s prošlou životností zaměňovat novými, ale pouze zpracovat postupem podle vynálezu, čímž se jejich užitné vlastnosti přiblíží vlastnostem součástí nových a takto zpracované součásti mohou být ve stroji dále provozovány.

Příklad 1

Lopatky plynové turbiny z niklové slitiny typu Crl5W10Mo5AlTi Odpracovaly 30 000 h, čímž se jejich vlastnosti změnily, jak bylo možno prokázat příslušnými mechanickými zkouškami. Po částečném rozpuštění objemového podílu fáze Ni^(Al,Ti) při teplotě 95O°C aplikované po dobu 2 hod. a jejím následném opětném vyloučení při teplotě 840°C aplikované po dobu 4 hod. nabývá materiál lopatek opět výchozí vlastnosti slitiny.

Příklad 2

Lopatky plynové turbiny z niklové slitiny typu Crl5WlOMo5AlTi odpracovaly 30 000 h, čímž se jejich vlastnosti změnily, jak bylo možno prokázat příslušnými mechanickými zkouškami. Po úplném rozpuštění objemového podílu fáze Nij(Al,Ti) při teplotě 1050°C, aplikované po dobu 2 h a jejím následném opětném vyloučení při teplotě 870°C, aplikované po dobu 3 h, nabyl materiál lopatek opět výchozích vlastností slitiny.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob obnovy mechanických vlastností provozovaných součástí vyrobených z niklových žárupevných slitin s hmotnostním obsahem nejvýše 20 % chrómu, nejvýše 10 % wolframu, nejvýše 10 % molybdenu, nejvýše 0,25 % uhlíku, nejvýše 1 % křemíku, nejvýše 1,5 % manganu, nejvýše 7 % železa, bor, popřípadě zirkon a cér společně nebo jednotlivě nejvýše 0,5 %, vytvrzených fází Nij(AL,Ti), vyznačený tím, že součást se žíhá při teplotách 900 až 1060 °C a po ochlazení na pokojovou teplotu se znovu žíliá při teplotách v rozmezí 800 až 900 °C.

   OPRAVA popiau vynálezu k autorskému osvědčení č. 208 >45 (51) Int.Clí C 211) 1/26

   V popisu vynálezu k autorskému osvědčení č. 208 >45 je chybné jméno u čtvrtého autora:

   Správně má být: HRBaČEK KAREL ing.,