RU1822375C

RU1822375C - Способ получени затравок дл лить монокристальных изделий из никелевых жаропрочных сплавов

Info

Publication number: RU1822375C
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Толораия; Игорь Леонидович Светлов; Анатолий Иванович Кривко; Николай Григорьевич Орехов
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1993-06-15

Abstract

Использование: в металлургии, в частности в технологии монокристального лить из жаропрочных сплавов дл увеличени выхода годных затравок и повышени точности их ориентации. Сущность: затравки изготавливают из заготовок произвольной ориентации, определ ют угол наклона плоскости с заданной кристаллографической ориентацией к оси отливки, а также след этой плоскости на торце заготовки и вырезают затравки под указанным углом. Азимутальна ориентаци затравок задаетс по следам дендритных р дов, вы вленных травлением. Использование изобретени позвол ет овысить выход годных затравок до 90 % и точность ориентации до 05-2,0&deg;. 2 з.п. ф-лы. 2 ил. Ё

Description

Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано при получении монокристальных изделий из никелевых жаропрочных сплавов с применением затравок заданной ориентации, например, при литье монокристальных рабочих и сопловых лопаток авиационных газотурбининых двигателей (ГТД) и газотурбинных стационарных установок (ГТУ).

Целью изобретени вл етс повышение выхода годного затравок и точности их ориентации.

Указанна цель достигаетс тем. что заготовку дл затравок отливают с произвольной ориентацией, определ ют положение .плоскости с заданной кристаллографической ориентировкой, составл ющей максимальный угол с осью заготовки, отмечают след этой плоскости на торце заготовки, после чего провод т резку заготовки под найденным углом с расположением плоскости

резани параллельно указанному положению плоскости с заданной кристаллографической ориентацией. При этом монокристальную заготовку отливают в виде цилиндра.

С целью получени затравок дл лить монокристальных изделий с заданной4 азимутальной ориентировкой провод т травление полученной затравки дл вы влени дендритной структуры, определ ют следы плоскостей 001 по направлению дендритных р дов на торцевой поверхности затравки , после чего провод т разметку под заданную ориентацию относительно направлени дендритных р дов на ее торце.

Существенный отличительный признак предлагаемого способа от известных состоит в получении затравок из монокристальнойзаготовкипроизвольной кристаллографической ориентации методом вырезки. Определение кристаллогра00

го ю со

VI

ел

со

фических плоскостей, по которым в дальнейшем проводитс разрезка заготовки на затравки, осуществл етс на рентгеновском дифрактометре типа ДРОН. В отличие от известных методов определени полной пространственной ориентировки монокристаллов, в данном способе наход т только один угол между плоскостью с заданными индексами {h, k, I} и осью заготовки. Из кристаллографии известно, что существует семейство эквивалентных плоскостей с индексами {h, k, I}. В данном изобретении определ етс только та плоскость {h, k, I}, котора образует максимальный угол с осью заготовки. Это условие позвол ет увеличить количество вырезаемых из одной заготовки затравок, так как плоскость реза в данном случае близка к торцевой плоскости заготовки (максимальное количество затравок, естественно, получают при резке перпендикул рно оси заготовки). Дл точной установки заготовки в отрезной станок на ее торце определ ют след плоскости с заданными индексами {h, k, I}. Механическа вырезка затравок обеспечивает более высокую точность их ориентации по сравнению с известной литейной технологией.

Существенным достоинством предлагаемого изобретени вл етс простой и экспрессный метод разметки азимутальной ориентировки затравок по дендритной структуре, вы вл емой травлением.

Способ по сн етс фиг. 1 и 2.

На фиг.1 показана монокристальна заготовка произвольной ориентировки со стартовым конусом 1, служащим дл зарождени одного кристалла. Такой конус выполн етс дл каждой заготовки или дл блока из 3-5 заготовок. На заготовке показана плоскость реза 2 под заданным углом аи след этой плоскости на торце заготовки 3.

На фиг.2 схематически показана дендритна структура 4 на торце затравки 001 и разметка ее под азимутальные ориентации 001 и 011 с помощью рисок 5 и 6, соответственно.

Пример. Изобретение проверено при изготовлении затравок с аксиальной ориентировкой 001 и азимутальной ориентацией 100 из бинарного сплава NJ -30% W. Монокристальные заготовки произвольной ориентировки отливали методом направленной кристаллиазции на печи УВНК-8П. Заготовки диаметром 8 мм и длиной 100 мм собирали в блоки по 18 штук, по два блока в каждой плавке. Каждую заготовку травили в смеси плавиковой и азотной кислот дл вы влени макроструктуры. Выход монокристальных заготовок составил 90%.

Монокристальные заготовки размечали под вырезку на рентгеновском дифрактометре ДРОН путем вывода в отражающее положение плоскостей с заданной кристаллографической ориентировкой плоскости 400, угол . На торце заготовки отмечали направление следа этой плоскости. Разрезку заготовок на затравки проводили на отрезном станке с поворотным лимбом с

помощью абразивного диска (толщиной 0,8-1,0 мм). Толщина затравок составл ла 3,5-4 мм. Затем затравки травили дл вы влени дендритной структуры на торце. Азимутальную ориентацию затравок в

направлении 100 определ ли путем нанесени рисок, параллельных ос м второго пор дка дендритов. Как показал выборочный рентгеновский контроль, ориентаци затравок отклон лась от 001 в пределах 1,5-2°.

Данное изобретение позвол ет получать монокристальные затравки любой аксиальной и азимутальной ориентации с точностью 1,5-2° с выходом годных затравок 90%. При этом торцева плоскость эатравок с индексами {h, k, I} задает аксиальную ориентацию монокристального издели , а поворот затравки в этой плоскости относительно направлени дендритных р дов определ ет азимутальную ориентировку . Применение затравок, полученных указанным способом, позвол ет значительно повысить выход годных монокристальных изделий, так как в этом случае практически полностью исключаетс прора

стание посторонних кристаллов от стенок

Claims

затравочной полости в полость формы, образующей собственно изделие. Формула изобретени 1. Способ получени затравок дл лить

0 монокристальных изделий из никелевых жаропрочных сплавов с заданной кристаллографической ориентацией, включающий отливку монокристаллической заготовки направленной кристаллизацией, резку, трав5 ление на макроструктуру и определение ориентации, отличающийс тем, что, с целью повышени выхода годного затравок и точности их ориентации, монокристальную заготовку отливают с

0 произвольной кристаллографической ориентацией , определ ют положение плоскости с заданной кристаллографической ориентацией, составл ющей максимальный угол с осью заготовки, отмечают след этой

5 плоскости на торце заготовки, после чего провод т резку заготовки под найденным углом с расположением плоскости резани параллельно указанному положению плоскости с заданной кристаллографической ориентацией.
2.Способ по п. 1.отличающийс тем. что монокристальную заготовку отливают в виде цилиндра.
3.Способ по п. 1,отличающийс тем, что при получении затравок дл лить монокристальных изделий с заданной азимутальной ориентацией полученную монокристальную заготовку подвергают травлению дл вы влени дендритной структуры, определ ют следы плоскостей {001} по направлению дендритных р дов на торцевой поверхности заготовки, после чего провод т разметку под заданную ориентацию относительно направлени дендритных р дов на ее торце.

рие 1

f/ffffj

fffff

OfffJ