CS252709B1 - Method of testing-bar making for refractory alloys-made products' mechanical properties testing - Google Patents
Method of testing-bar making for refractory alloys-made products' mechanical properties testing Download PDFInfo
- 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
- section
- test
- cross
- testing
- mechanical properties
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 10
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910000753 refractory alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
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 relates to the method of making the test rods for mechanical properties testing of nickel alloys or cobalt with a small cross-section or hollow thin-walled products, cast from the test material base product such as mono- or bicrystalline model to shell ceramic without using a core. The subject of the solution is that on mono- or a bicrystalline hollow tube molding with surface to cross section x = 44.33 to 31.35 is cleared from two opposite hillsides surface over the rest of the area removed by grinding with radii R = 3 millimeter part of the base material as and the ceramic part inside the tube depths 23 to 25% of total cross-section with retention two longitudinal opposite ones parts of walls of 25 to 30 ° / overall of the test rod and after removal the remaining ceramics in the interior the parts are removed on the active parts by the sharp edges edges.
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)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS8410126A CS252709B1 (en) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | Method of testing-bar making for refractory alloys-made products' mechanical properties testing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS8410126A CS252709B1 (en) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | Method of testing-bar making for refractory alloys-made products' mechanical properties testing |
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 | Method of testing-bar making for refractory alloys-made products' mechanical properties testing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS252709B1 (en) |
-
1984
- 1984-12-20 CS CS8410126A patent/CS252709B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS1012684A1 (en) | 1987-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2362875A (en) | Casting procedure | |
US5947181A (en) | Composite, internal reinforced ceramic cores and related methods | |
US10155265B2 (en) | Method for positioning core by soluble wax in investment casting | |
KR960003708B1 (en) | Casting method and casting molding apparatus and casting member manufactured by the method | |
CN109724556B (en) | Evaluation method for recrystallization tendency of nickel-based single crystal superalloy during precision casting | |
CN105728650A (en) | Precision casting method | |
CN106984776B (en) | A kind of design method of cold explosion core mould and its modularization making | |
US2972805A (en) | Production of hollow metal articles | |
US8708029B2 (en) | Injection mold for a wax model of a turbine blade having an isostatic core holder | |
CN114850406A (en) | Preparation process of seed crystal for casting nickel-based single crystal blade with precisely controllable three-dimensional orientation | |
DE2833515C2 (en) | Precision ceramic mold and method of making it | |
CN113787168B (en) | Precise thread casting process for high-temperature alloy part | |
EP1419834B1 (en) | Master mould for precursor and precursor for investment casting | |
CS252709B1 (en) | Method of testing-bar making for refractory alloys-made products' mechanical properties testing | |
Rzyankina et al. | Investigation of the effect of solidification velocity on the quality of single crystal turbine blades | |
CN209886483U (en) | Thrust chamber forming die for rocket engine | |
DE112009001167T5 (en) | High temperature gradient casting with tightly spaced castings | |
EP0059549A2 (en) | Method of casting an article | |
DE2659224A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING A ONE-PIECE MODEL FOR USE IN FINE-MOLDING | |
CN114905006B (en) | Preparation method and preparation system of casting rod | |
MX2007002323A (en) | Pre-tensioned sand core. | |
EP0178093A1 (en) | An improved metal core for use in plastics moulding | |
DE1132295B (en) | Casting process for the production of precisely cast cavities in castings | |
CN113909440A (en) | Preparation method of porous high-temperature alloy thin-wall circular tube casting | |
CN117181998A (en) | Wax mould and method for improving external dimension precision of monocrystal superalloy casting |