CS252709B1 - A method of producing a test rod for testing the mechanical properties of heat resistant alloys products - Google Patents

A method of producing a test rod for testing the mechanical properties of heat resistant alloys products Download PDF

Info

Publication number
CS252709B1
CS252709B1 CS8410126A CS1012684A CS252709B1 CS 252709 B1 CS252709 B1 CS 252709B1 CS 8410126 A CS8410126 A CS 8410126A CS 1012684 A CS1012684 A CS 1012684A CS 252709 B1 CS252709 B1 CS 252709B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
test
cross
section
rod
mechanical properties
Prior art date
Application number
CS8410126A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS1012684A1 (en
Inventor
Marcel Zitnansky
Radovan Pech
Original Assignee
Marcel Zitnansky
Radovan Pech
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 by Marcel Zitnansky, Radovan Pech filed Critical Marcel Zitnansky
Priority to CS8410126A priority Critical patent/CS252709B1/en
Publication of CS1012684A1 publication Critical patent/CS1012684A1/en
Publication of CS252709B1 publication Critical patent/CS252709B1/en

Links

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Riešenie sa týká sposobu zhotovenia skúšobnej tyčky pre skúšky mechanických vlastností výrobkov zo žiarupevných zliatin niklových alebo kobaltových s malým prierezom alebo dutých tenkostenných výrobkov, odliatej zo základného materiálu skúšaného výrobku ako mono- alebo bikryštál, vytaviteiným modelom do škrupinovej keramickej formy bez použitia jadra. Predmetom riešenia je, že na mono- alebo bikryštálovom odliatku tvaru dutej rúrky s pomerom povrchu k prierezu x = 44,33 až 31,35 sa z dvoch protilehlých stráň očištěného povrchu po celej zbývajúcej časti plochy odstráni brúsením s polomermi R = 3 milimetre časť základného materiálu, ako aj časť z keramiky vo vnútri danej rúrky do hlbky 23 až 25 % celkového prierezu s ponecháním dvoch pozdlžnych protilehlých častí stien o šírke 25 až 30 °/o celkového prierezu zhotovenej skúšobnej tyčky a po odstránení zbývajúcej keramiky vo vnútornej časti sa na činných častiach odstránia ostriny hrán.The solution concerns a method of manufacturing a test bar for testing the mechanical properties of products made of refractory nickel or cobalt alloys with a small cross-section or hollow thin-walled products, cast from the base material of the tested product as a mono- or bicrystal, using a meltable model into a shell ceramic mold without using a core. The subject of the solution is that on a mono- or bicrystal casting in the shape of a hollow tube with a surface to cross-section ratio x = 44.33 to 31.35, a part of the base material is removed from two opposite sides of the cleaned surface over the entire remaining part of the surface by grinding with radii R = 3 millimeters, as well as a part of the ceramic inside the tube to a depth of 23 to 25% of the total cross-section, leaving two longitudinal opposite parts of the walls with a width of 25 to 30% of the total cross-section of the manufactured test rod, and after removing the remaining ceramic in the inner part, the sharp edges are removed from the active parts.

Description

Vynález sa týká spósobu zhotovenia skúšobnej tyče pre skúšky mechanických vlastností výrobkov zo žiarupevných zliatin niklových alebo kobaltových s malým prierezom alebo dutých tenkostenných výrobkov, odlatej zo základného materiálu skúšaného výrobku vytavitelným modelom do škrupinovej keramickej formy bez použitia jadra vo formě mono- alebo bikryštálu.The invention relates to a method of making a test bar for testing the mechanical properties of low cross-section refractory nickel or cobalt alloys or hollow thin-walled articles cast from a base material of a test article by a melt-ceramic shell mold without a mono- or bicrystalline core.

Pevnostně charakteristiky materiálov liatych plných alebo dutých lopatiek ako odolnost proti tečeniu, odolnost proti únavě, pevnost v tahu, tažnost a iné vlastnosti sa v súčasnosti zistujú na plných tyčkách, vyrobených z odliatkov válcového alebo kuželového tvaru.The strength characteristics of cast or hollow blade materials such as creep resistance, fatigue resistance, tensile strength, ductility, and other properties are currently found on solid bars made of cylindrical or conical shaped castings.

Problémy skúšania pevnostných charakteristik sa prejavujú obzvlášť u materiálov používaných na výrobu lopatiek plynových turbín, a to žiarupevných zliatin niklových alebo kobaltových, ktoré sa vyznačujú vel'mi zlou obrobitefnosťou.Problems of testing the strength characteristics are particularly evident in the materials used for the production of gas turbine blades, namely refractory nickel or cobalt alloys, which are characterized by very poor machinability.

Plné tyče, vyrobené z válcových alebo kuželových odliatkov nemajú spravidla vlastnosti blízké vlastnostiam lopatiek plných s malým prierezom alebo dutých s velmi malým prierezom. Je tomu tak preto, lebo krystalizovali iným spůsobom ako odliatky s hrubou steno-u.Solid bars made of cylindrical or conical castings generally do not have properties close to those of blades with a small cross-section or hollow with a very small cross-section. This is because they crystallized in a different way than thick-walled castings.

Duté lopatky sa vyznačujú tiež podstatné váčšou hodnotou poměru povrchu k prierezu, ako plné tyče, čo ďalej zhoršuje modelová podobnost. Trhliny vznikajúce pri mechanickom namáhaní materiálov vychádzajú v prevážnej miere z povrchu, s výnimkou existencie velkých vnútorných porúch, t. j. nadkritickej velkosti, a preto plné tyče poskytujú vyššie hodnoty meraných vlastností.The hollow vanes are also characterized by a substantially higher surface to cross-sectional value than a solid bar, further deteriorating model similarity. Cracks arising from the mechanical stress of materials emanate largely from the surface, with the exception of the existence of major internal failures, i. j. supercritical size and therefore solid bars provide higher values of measured properties.

Vžhladom k obtiažnej obrobitelnosti niklových alebo kobaltových žiarupevných zliatin je snaha vyrábať skúšobné tyče s upínacími hlavami sposobom přesného odlievania, aby sa náklady na ich výrobu snížili na minimum. Tento spósob má svoje obmedzenie. Vzniká nebezpečie tvorby trhlin za tepla v meranej dížke skúšobných tyčí, a to v důsledku obmedzeného zmršťovania pri procese chladnuti,a z lejacej teploty vo velmi tuhej a pevnej škrupinovej keramickej formě.In view of the difficult machinability of nickel or cobalt refractory alloys, an attempt is made to produce test bars with clamping heads in a precision casting manner in order to minimize their production costs. This method has its limitations. There is a risk of hot cracking in the measured length of the test rods due to limited shrinkage during the cooling process and from the casting temperature in a very rigid and solid shell ceramic form.

Uvedené nedostatky odstraňuje a technický pokrok rieši spůsob zhotovenia skúšobnej tyčky podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že na rúrke odliatej zo základného materiálu skúšaného výrobku vytavitelným modelom do škrupinovej keramickej formy bez použitia jadra ako mono- alebo bikryštálu s vytvořením hlavových častí skúšobnej tyčky na oboch jej koncoch a opatřením týchto závitom sa z dvoch protilehlých stráň po celej zbývajúcej časti plochy brúsením s polomermi R — 3 mm odstráni časť materiálu skúšobnej tyčky ako aj časť z keramiky vo vnútri rúrky do hlbky 23 až 25 % celkového prierezu s ponecháním dvoch pozdlžnych protilahlých častí stien rúrky o šírke 25 až 30 % celkového prierezu skúšobnej tyčky a kde po odstránení zbývajúcej keramiky vo vnútornej časti sa na činných častiach skúšobnej tyčky odstránia ostriny hrán. Poměr povrchu dutej rúrky k prierezu x — = 44,33 až 31,35.These drawbacks are eliminated and technical progress is solved by the method of making a test rod according to the invention, which consists in that on a tube cast from the base material of the test product by a meltable model into a shell ceramic mold without using a core as mono- or bicrystal. ends and by threading these, remove two parts of the test rod material as well as the part of the ceramic inside the pipe to a depth of 23 to 25% of the total cross-section from the two opposite sides of the remaining part of the surface by grinding with radii R - 3 mm tubes with a width of 25 to 30% of the total cross-section of the test rod and where, after removal of the remaining ceramic in the inner part, edge burrs are removed on the active parts of the test rod. The ratio of the surface of the hollow tube to the cross-section x - = 44.33 to 31.35.

Výroba východiskového polotovaru pre zhotovenie skúšobnej tyčky s,a může robit přesným odlievaním buď procesom riadenej kryštalizácie, alebo aj bez, takže séria tyčiek v počte 20 kusov sa může urobit' v jednom pracovnom cykle.The production of the preform for making the test rod with or without precision casting, either by controlled crystallization or without, so that a series of rods of 20 pieces can be made in one cycle.

Z hladiska modelovej podobnosti poskytuje skúšobná tyčka, zhotovená spůsobom podlá vynálezu reálne hodnoty meraných parametrov týkajúcich sa vlastností dutých alebo plných lopatiek s velmi malým prierezom, čo umožní spolahlivejšle odhadnúť životnost výrobkov. Pri procese chladnutia dutého polotovaru v tvare rúrky, určeného na výrobu dutej skúšobnej tyčky nfemůže nastat výrazné brzdenie pri zmršfovaní odliatku v škrupinovej keramickej formě ,a výrobná tyčka neobsahuje trhliny za tepla, čo sú podstatné význaky vyššieho účinku. Ďalšou výhodou je jednoduchá defektoskopické kontrola vnútorného povrchu skúšobného telieska, čo podstatné ovplyvňuje aj spolahlivosť pri určovaní vlastností materiálov dutých lopatiek.In terms of model similarity, the test rod made according to the invention provides real values of the measured parameters related to the properties of hollow or solid blades with a very small cross-section, which makes it possible to more reliably estimate the life of the products. In the process of cooling the hollow tube-shaped blank intended for the manufacture of the hollow test rod, there can be no significant braking on the shrinkage of the casting in the shell ceramic form, and the manufacturing rod does not contain hot cracks, which are essential features of higher effect. Another advantage is the simple defectoscopic inspection of the inner surface of the test specimen, which significantly affects the reliability in determining the properties of hollow blade materials.

Okrem spolehlivosti vžhladom na modelová podobnost má takýto tvar odliatku skúšobného telieska celý rad výhod aj pokial ide o jeho výrobu. Odpadne problém výroby jadra s vysokým nárokom na jeho úžitkovú hodnotu ako aj problém so zalisovaním jadra do voskového modelu a s odstraňováním tohoto z odliatku obtiažnym luhováním a pod. Dá sa vyrobit stená odliatku vyžadovanej hrůbky ako simulácia hrůbky prierezu modelovej lopatky. Dá sa skúšať ekvivalentná hrúbka steny dutej lopatky alebo listu plnej lopatky.In addition to reliability in terms of model similarity, such a shape of the casting body has a number of advantages in terms of its production. The problem of core production with high demand for its utility value, as well as the problem of molding the core into the wax model and removing this from casting by difficult leaching, etc., will be eliminated. It is possible to produce casting walls of the required depth as a simulation of the cross-sectional depth of the model blade. The equivalent wall thickness of the hollow blade or blade full of the blade can be tested.

Na pripojenom výkrese, obr. 1, je v náryse znázorněná skúšobná tyčka v dvoch pohladoch, s ekvivalentným prierezom rovnajúcim sa prierezu plnej tyčky o priemere 4 mm.In the attached drawing, FIG. 1, a test rod is shown in elevation in two views, with an equivalent cross-section equal to that of a solid rod of 4 mm diameter.

Obr. 2 znázorňuje v řeze převedený model a rozměrové úpravy pri postupe zhotovenia skúšobnej tyčky.Fig. 2 shows in cross-section the converted model and dimensional adjustments in the test rod manufacturing process.

PříkladExample

Spůsobom a konštrukčnými úpravami podlá vynálezu bola zhotovená skúšobná tyčka, přesným odlievaním s využitím vytavitelného modelu, zo žiarupevnej niklovej zliatiny, určenej na výrobu lopatiek spalovacích turbín. Hrúba steny rúrky 2 mm, priemer 12 mm, dížka 60 mm. Pri odlievaní nebolo použité keramické jádro. Po odstránení keramiky na vonkajšom povrchu rúrky sa na obidvoch koncoch nařezal závit M12 na dlžke 15 mm. Brúsením sa z rúrky odstránila časť materiálu „A“ a z keramiky vo vnútri rúrky časť „B“, ako je to znázorněné na obr.The method and constructional modifications of the invention have made a test rod, by precision casting using a fusible model, of a refractory nickel alloy intended for the manufacture of turbine blades. Tube wall thickness 2 mm, diameter 12 mm, length 60 mm. No ceramic core was used for casting. After removing the ceramic on the outer surface of the pipe, a M12 thread was cut at both ends at a length of 15 mm. By grinding, a portion of the material "A" was removed from the tube and a portion "B" from the ceramic inside the tube, as shown in FIG.

2. Obidve časti materiálu a keramiky boli odbrúsené v rozsahu po dlžke 30 mm s polomermi R = 3 mm a do híbky 2,86 mm podlá predchádzajúcich výpočtov a zo skúseností na ověřovaných skúšobných telieskach. Odstránila sa zvyšná keramika vo vnútri tyčky, ktorá sa brúsením značné narušila, takže na jej odstránenie stačilo jednoduché poklepáme kladivom. Na koniec sa tyčka očistila od ostrín na hranách a použila priamo bez dalšieho opracovania povrchu na skúšanie mechanických vlastností výrobkov zhotovených z toho istého materiálu. Skúšobné pod9 mienky: Pri teplote 900 °C a vonkajšom zatažení 300 MPa creepovej skúšky sa sledoval čas do porušenia. Hodnoty času do porušenia, získané na monokryštálovej tyčke podfa obr. 1 sa pohybovali v rozsahu 3- až 5-krát vyššom ako na tyčkách s polykryštálovou štruktúrou známých tvarov. Modelová zhoda sa vztahovala na rovnakú veíkosť prierezu tyčiek s kruhovým prierezom a prierezom podfa obr. 1.2. Both parts of the material and the ceramics were ground to a length of 30 mm with radii R = 3 mm and to a depth of 2.86 mm according to previous calculations and from experience on test specimens. Remaining ceramics inside the rod was removed, which was severely disturbed by grinding, so it was sufficient to remove it with a hammer. Finally, the rod was cleaned of edge burrs and used directly without further surface treatment to test the mechanical properties of products made of the same material. Test conditions: At 900 ° C and an external load of 300 MPa creep test, the time to failure was monitored. The time to failure values obtained on the single crystal bar of FIG. 1 were in the range of 3 to 5 times higher than on bars with a polycrystalline structure of known shapes. The model match was related to the same cross-sectional size of the bars with the circular cross-section and the cross-section of FIG. First

Hodnoty ťažnosti sa dosiahli 3- až 4-krát vyššie ako u tyčky s polykryštálovou štruktúrou běžného použitia.Ductility values were achieved 3 to 4 times higher than that of a rod with a polycrystalline structure of conventional use.

Claims (2)

252709 5252709 5 2. Obidve časti materiálu a keramiky bolíodbrúsené v rozsahu po dížke 30 mm s po-lomermi R = 3 mm a do híbky 2,86 mm po-dlá predchádzajúcich výpočtov a zo skúse-ností na ověřovaných skúšobných telieskach.Odstranila sa zvyšná keramika vo vnútri tyč-ky, ktorá sa brúsenim značné narušila, takžena je] odstránenie stačilo jednoduché pokle-páme kladivom. Na koniec sa tyčka očistilaod ostrín na hranách a použila priamo bezďalšieho opracoviania povrchu na skúšaniemechanických vlastností výrobkov zhotove-ných z toho istého materiálu. Skúšobné pod- 6 mienky: Pri teplote 900 °C a vonkajšom za-tažení 300 MPa creepovej skúšky sa sledovalčas do porušenia. Hodnoty času do poruše-nia, získané na monokryštálovej tyčke podl'aobr. 1 sa pohybovali v rozsahu 3- až 5-krátvyššom ako na tyčkách s polykryštálovouštruktúrou známých tvarov. Modelová zhodasa vztahovala na rovnakú velkost prierezutyčiek s kruhovým prierezom a prierezompodlá obr. 1. Hodnoty ťažnosti sa dosiahli 3- až 4-krátvyššie ako u tyčky s polykryštálovou štruk-túrou běžného použitia. PREDMET Spósob zhotovenia skúšobnej tyčky preskúšky mechanických vlastností výrobkovzo žiarupevných zliatin niklových alebo ko-baltových s malým prierezom alebo dutýchtenkostenných výrobkov odliatej zo základ-ného materiálu skúšaného výrobku vytavi-tel'ným modelom do škrupinovej keramickejformy bez použitia jadra, s vytvořením hla-vových častí skúšobnej tyčky na oboch jejkoncoch, ktoré sú opatřené závitom, vyzna-čujúci sa tým, že na mono- alebo bikryštá-lovom odliatku tvaru dutej rúrky s pomerom povrchu k prierezu x = 44,33 až 31,35 sa zdvoch protilehlých stráň očištěného povr-chu po celej zbývajúcej časti plochy odstrá-ni brúsenim s polomermi R = 3 mm částzákladného materiálu ako aj část z kerami-ky vo vnútri danej rúrky do hlky 23 až 25 %celkového prierezu s ponecháním dvoch po-zdížnych protilahlých častí stien o šírke 25až 30 % celkového prierezu zhotovenej skú-šobnej tyčky a po odstránení zbývajúcej ke-ramiky vo vnútornej časti sa na činnej častiodstránia ostriny hrán. 2 listy výkresov ιη ο ω m 2S270Í1 Μ 12 η^·”ΐ I $7} 3U ο tO χχ \Ζ2. Both parts of the material and ceramics were abraded in a range of 30 mm in length with R = 3 mm in diameter and 2.86 mm in depth according to previous calculations and experience on the test specimens. the rods, which have been severely disrupted by the grinders, so is the removal by simply knocking the hammer. At the end, the rod was cleaned from the edge of the cutting edge and used directly for further surface treatment to test the mechanical properties of products made from the same material. Test Conditions: At a temperature of 900 ° C and an external load of 300 MPa creep test, the time to failure was monitored. The time to failure values obtained on the monocrystalline rod according to FIG. 1 were in the range of 3- to 5-fold higher than those of the known polycrystalline rods. The model coincidence was related to the same circular cross-sectional size and cross-section of Figure 1. The ductility values were 3- to 4-fold higher than that of a conventional polycrystalline rod. SUBJECT A method of making a test rod for the examination of the mechanical properties of low-cross-sectional nickel or co-ballast alloys or of hollow-core products cast from the test article base material by a moldable model into a non-core, non-core ceramic mold with the formation of test head parts rods having threaded ends at both ends thereof, characterized in that on the mono- or bicrystalline hollow-tube casting having a surface to cross-sectional ratio of x = 44.33 to 31.35 and the opposing sides of the cleaned surface 23 to 25% of the total cross-section is removed by grinding with radii R = 3 mm over the remaining part of the surface, as well as the ceramic part inside the tube, leaving two oblique opposite wall portions of 25-30% the total cross-section of the test rod produced and left behind after removal In the inner part, the edges of the edges are removed to the active part. 2 sheets of drawings ιη ο ω m 2S270I1 Μ 12 η ^ · ”ΐ I $ 7} 3U οO χχ Obr. 1 252709FIG. 1 252709 30 ~^^^^ítofí^Í~/ínnftS»r^^Í zt AuaifcÍ^jT1^ X?<^Z7^^XTa ^7rx^:x^^CVxZ/'Cs><>XWv..:?íXX>ó< p> 6030 ~ ^^ ^^? Of / / / ft r ft ^ ^ ^ zt zt zt zt zt zt T T T T T T ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ T T T T T T T T T > ó <p> 60 N bo jen Í'M CO 00N or just CO Obr. 2FIG. 2
CS8410126A 1984-12-20 1984-12-20 A method of producing a test rod for testing the mechanical properties of heat resistant alloys products CS252709B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS8410126A CS252709B1 (en) 1984-12-20 1984-12-20 A method of producing a test rod for testing the mechanical properties of heat resistant alloys products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS8410126A CS252709B1 (en) 1984-12-20 1984-12-20 A method of producing a test rod for testing the mechanical properties of heat resistant alloys products

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS1012684A1 CS1012684A1 (en) 1987-03-12
CS252709B1 true CS252709B1 (en) 1987-10-15

Family

ID=5448061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS8410126A CS252709B1 (en) 1984-12-20 1984-12-20 A method of producing a test rod for testing the mechanical properties of heat resistant alloys products

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS252709B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS1012684A1 (en) 1987-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2362875A (en) Casting procedure
CN104999032B (en) Castings and methods for evaluating hot cracking propensity during investment casting of superalloys
CN109648065B (en) A method for evaluating the recrystallization tendency of single crystal superalloys
CN109724556B (en) Evaluation method for recrystallization tendency of nickel-based single crystal superalloy during precision casting
CN109916693B (en) Method for determining crystal orientation of cast single crystal superalloy
KR960003708B1 (en) Casting method and casting molding apparatus and casting member manufactured by the method
CN108107071A (en) A kind of evaluation method of single crystal super alloy recrystallization tendency
US10155265B2 (en) Method for positioning core by soluble wax in investment casting
CN107059133A (en) A kind of accurate control single-crystal orientation selects crystal method
CN113787168B (en) Precise thread casting process for high-temperature alloy part
CN114850406A (en) Preparation process of seed crystal for casting nickel-based single crystal blade with precisely controllable three-dimensional orientation
US8708029B2 (en) Injection mold for a wax model of a turbine blade having an isostatic core holder
US2972805A (en) Production of hollow metal articles
CN112453357B (en) Method for preparing large-size single crystal blade for heavy gas turbine by using platform-shaped seed crystal
CN106734922B (en) Mold and method for performance evaluation of nickel-based alloy metal mold casting
CS252709B1 (en) A method of producing a test rod for testing the mechanical properties of heat resistant alloys products
Rzyankina et al. Investigation of the effect of solidification velocity on the quality of single crystal turbine blades
Harun et al. Shell mould composite with rice husk
CN116748820B (en) Special-shaped seamless pipe and preparation method thereof
CN108097888B (en) A kind of preparation method of superalloy tubular sample
CN209098845U (en) A kind of 3 D tropism can essence control high temperature alloy Casting Equipment
CN109202018A (en) A kind of the precision-investment casting Deformation control technique and its mold of casting
Li et al. Characterization and modeling of anisotropic SL pattern during investment casting process
CN107574473A (en) A kind of Z-type crystal selector
CN103834990B (en) A kind of crystal selector preparing unidirectional solidification material and application thereof