CS233481B1 - Sposob zlepšenia mechanických a fyzikálnych vlastností liatych detailov, najma detailov plynových turbín izostatickým lisováním - Google Patents

Description

233481 2

Vynález se týká spísobu zlepSovania mechanických a fyzlkálnych vlastností liatychdetailov, najma detailov plynových turbín, izostatlckým lisováním. .

Prl hromadnej výrobě tvarových detailov plynových turbín, ako sú lopatky, oběžnálopatková kolesá, disky a pod. sa používá technika lltla do přesných forlem. K najvačSímvýhodám tohoto spísobu patří vysoká produktivita výroby, vysoká přesnost a reprodukovateP-nosť i vePmi zložitej geometrie súčiastok a možnost riadit liatu štruktúru tak, aby sadali optimálně využit anizotropná vlastnosti vznikajúcich zrn alebo monokryStálov. K ne-výhodám uvedeného spísobu patří skutoSnost!, že pevnostná vlastnosti odliatkov sú do značnejmiery znižovaná defektaml ako sú řízne mikrostiahnutiny a póry, vznik kterých je sprisvod-ným znakom kryštallzácie každej zliatiny. Uvedené defekty sú obvzláSt nebezpeSné v silnéexponovaných súčiastkách, ako sú napr. spomínané detaily plynových turbín, pretože značnéznižujú ich odolnost proti tečeniu a vysokocyklovú únavu.

Pri doterajSích spísoboch výroby liatych detailov plynových turbín bolo možné rozsahporosity člastočne kontrolovat optlmálnou voPbou technologických parametrov liatia, ako sú ' teplota liateho kovu, teplota formy, rýchlosi ochladzovanla a pod. Boli vypracované teoretic-ké modely, podl’a ktorých je možné porozitu do určibej miery eliminovat dodatečným tepelnýmspracovaním pri vysokých teplotách, blízkých teplote tavenla zliatin, kedy redistrlbúcioubodových porúch kryStálovej mrležky dochádza k čiastočnému vyplneniu dutin hmotou bezspolupísobenia tlaku. Známe sú tiež spísoby, pri ktorých nepriaznlvý účinok mikrostiah-nutín a pórov sa do uriitej miery kompenzuje vytvořením priaznivej, velmi jemnozrnnejStruktúry. Nevýhodou uvedených postupov je skutečnost, že nlelen nedokážu spomínané defek-ty spolahlivo odstránit, ale spísobujú vývoj iných degradujúcich vedlajSích javov, ako jerast zrn, redistrlbúciu precipitátov, rozpúétanie spevňujúcich fáz v základnej hmotě a pod.

Nedostatky Struktúr liatych detailov, najmě detailov plynových turbín odstraňuje spísobzlepSenia ich mechanických a fyzlkálnych vlastností, izostatickým^lisovaním pri zachovanívšetkých kladných vlastností pívodnej liatej Struktúry. Podstata vynálezu spočívá v izo-statickom lisovaní detailov s liatou, príp. modifikovanou Struktúrou, umiestnených v ply-notesných obaloch alebo bez týchto obalov prl teplotách v rozsahu od 400 °C až po teplotusolldus danej zliatiny v prostředí lnertného plynu s tlakom v rozsahu 1 až 400 UPa. Kombi-novaný účinok teploty a tlaku má za následok výrazné urýchlenie uzatváranla mlkrostiahnutína pórov, čím dochádza k celkovému ozdravenlu defektnej Struktúry odliatkov a k slepSenluich Užitkových vlastností. Spísob je možné kombinovat! s úpravami liatej Struktúry před iso-statickým lisováním ako aj s postupmi tepelného spracovania a povrchovej úpravy detailov,zařáděnými až po izostatickom lisovaní. Z úprav liatej Struktúry před izostatlckým lisováním prichádzajú do úvahy refiňačnépochody, zvySovanie čistoty kovu s využitím vákuovej metalurgie, zjemňovanle a usměrňová-ni e Struktúry tuhnúceho kovu, vystužovanie Struktúry usměrněnými vysokopevnými vláknamia pod. Po izostatickom lisovaní je možné detaily podrobit postupom tepelného spracovania,ako sú normalizačné žíhanie, zuSPachťovanie, preclpitačné vytvrdzovanle a pod. a povrchovejúpravě nanášaním žiaruvzdorných, oteruvzdorných a chemicky odolných kovových, kovokeramic-kých a keramických povrchových vrstiev a pod. I- Výhodou popísaného spísobu je doslahnutie Struktúry vyznačujúcej sa zachovánímpívodnej vel*kosti a orientácie zrn, optlmálnou distribúciou precipitovaných a spevňujúcichfáz, vysokou homogénnosfou a celkovým zlepSením Užitkových vlastností, čo sa docielinajma odstránením poréznosti uzatvoreijím mikrodutín a pórov izostatlckým lisováním kombino-vaným účinkom vysokej teploty a všestranného tlaku.

Spísob zlepSenia úžitkových vlastností liatych tvarových detailov podl’a vynálezusa uplatnil napr. na lopatkách plynových turbín vyrobených zo žlarupevnej zliatiny nabáze niklu technológiou přesného liatia vo vákuu o tlaku 5 x 10"^ Pa. Po odstránenívtokovej sústavy boli lopatky izostaticky lisované phi teplote 1 200 °C a tlaku 150 UPa

Claims (1)

1. 3 233481 počas 180 minút. Ako tlakové médium sa použil vysokočistý argon. Lopatky aa lisovali bezpoužltla ochranného puzdra, pričom tlak argonu na porézny materiál sa prenéSal priamopovrchom lopatiek. Pri hodnotení mechanických vlastností materiálu lopatiek sa ukázalo,že izostatlckým lisováním sa dosiahlo výrazné zlepšenie mechanických vlastností; statickápevnost v tahu sa zvýšila z 858 na 957 MPa, t.j. o 11,5 % a tažnosť sa zvýšila z 0 až 1 %na 6 až 7 %, t.j. šest krát. P K F D MI I VYNÁLEZU SpČsob úpravy odlievaných častí plynových turbín, napr. lopatiek, oběžných lopatkovýchkolies a diskov izostatlckým lisováním za tepla s predchádzajúcou alebo následnou úpravouzákladnej liatej štruktúry, vyznačený tým, že odliate časti plynových turbín sú izostatiekylisované pri teplotách od 400 °C až po teplotu solidus danej zliatiny a tlakoch v rozsahuod 1 až po 400 MPa počas 1 minúty až 10 hodin.