RU1833581C - Способ получения отливок с направленной структурой - Google Patents
Способ получения отливок с направленной структуройInfo
- Publication number
- RU1833581C RU1833581C SU4954905A RU1833581C RU 1833581 C RU1833581 C RU 1833581C SU 4954905 A SU4954905 A SU 4954905A RU 1833581 C RU1833581 C RU 1833581C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crystallization
- directed
- melt
- alloy
- metallurgy
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Использование: в металлургии, а именно при получении деталей из жаропрочных сплавов, например турбинных лопаток ГТД с направленной и монокристальной структурой, работающих в условиях высоких температур для повышения характеристик кратковременной и длительной прочности. Сущность: способ включает нагрев литейной керамической формы выше температуры ликвидуса сплава, заполнение формы расплавом и его направленную кристаллизацию, причем последнюю операцию осуществляют при соблюдении условия G/R-7-120° C·ч/дм2, где G - температурный градиент на фронте кристаллизации; R - скорость кристаллизации. 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к получению деталей из жаропрочных сплавов, например турбинных лопаток ГТД с направленной и монокристаллической структурой, работающих в условиях высоких температур.
Целью изобретения является повышение характеристик кратковременной и длительной прочности отливок.
Цель достигается тем, что по способу получения отливок из жаропрочных сплавов с направленной структурой, включающему нагрев литейной керамической формы выше температуры ликвидуса сплава, согласно изобретению направленную кристаллизацию расплава осуществляют при соблюдении условия отношения G/R = 7-120оС х ч/см2, где G - температурный градиент на фронте кристаллизации, R - скорость кристаллизации.
Проведенные патентно-технические исследования показали, что известные способы получения отливок с направленной структурой реализуют различные приемы осуществления операции направленной кристаллизации (на охлаждаемом кристаллизаторе или в жидкометаллическом охладителе), однако при этом в совокупности соблюдается условие G/R = 0,13 - 0,33оС х ч/см2.
Предложенный способ существенно отличается от такого традиционного сложившегося подхода изменением условий этой операции и осуществлении ее при другом численном значении G/R, что способствует достижению цели. Это позволяет сделать вывод о существенных отличиях предложенного способа.
Результаты металлографических исследований, проведенных на образцах, на примере жаропрочного интерметаллидного сплава ВКНА, показывают, что по сравнению с аналогом (фиг. 1) и прототипом (фиг. 2) соблюдение указанного условия G/R = 7 - 120оС˙ч/см2 обеспечивает получение структуры высокой дисперсности и однородности (фиг. 3). В структуре отсутствуют крупные выделения первичных фаз и, что весьма важно, при этом происходит качественное изменение структуры сплава, упрощающие фазы создают более регулярную, а именно так называемую "сетчатую", структуру, которая обладает повышенной способностью сохранения стабильности во всем диапазоне рабочих температур. Все эти факторы способствуют значительному повышению прочностных характеристик сплава.
В полупромышленных условиях предприятия получали отливки с направленной структурой из жаропрочного интерметаллидного сплава ВКНА по экспериментальным режимам (на печи УВНЭС-3) и по способу-прототипу с кристаллизацией в жидкометаллическом охладителе (на печи ВИАМ-1790), а также с кристаллизацией расплава на водоохлаждаемом кристаллизаторе (на печи ВИАМ-1660). В указанных способах керамические формы после нагрева (для предложенного способа Тф > 1620оС, для известных способов Тф = 1565оС) заполняли расплавом жаропрочного сплава (ВКНА), после чего осуществляли их направленную кристаллизацию. Основные технологические параметры способа, а также полученные характеристики приведены в таблице.
Результаты испытаний показывают, что предложенный способ по сравнению с прототипом обеспечивает увеличение кратковременной прочности при комнатной температуре в 1,5 раза, времени до разрушения при испытании на жаропрочность в > 1,5 раза, что позволяет повысить ресурс ГТД на 30-50%.
При направленной кристаллизации в условиях, обеспечивающих отношение G/R < 7оС˙ч/см2, в структуре не сохраняются высокая дисперсность и регулярность (сетчатость) упрочняющих фаз, а полученные при этом свойства сплава остаются на уровне свойств сплава, закристаллизованного с повышенной скоростью в жидкометаллическом охладителе.
Направленная кристаллизация в условиях отношения G/R > 120оС˙ч/см2приводит к резкому повышению количества случаев появления в структуре отливок многочисленных субграниц, но это не способствует существенному повышению свойств сплава. Кроме того следует отметить, что направленная кристаллизация в подобных условиях технологически сложна, при этом возрастает число случаев разрушения керамических форм.
Предложенный способ обеспечивает значительное повышение основных эксплуатационных характеристик деталей, что способствует повышению ресурса изделий в целом.
Claims (1)
- СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК С НАПРАВЛЕННОЙ СТРУКТУРОЙ, включающий нагрев литейной керамической формы выше температуры ликвидуса сплава, заполнение формы расплавом и его направленную кристаллизацию, отличающийся тем, что, с целью повышения характеристик кратковременной и длительной прочности, направленную кристаллизацию расплава осуществляют при соблюдении условия
G/R = 7 - 120oС · ч/см2,
где G - температурный градиент на фронте кристаллизации;
R - скорость кристаллизации расплава.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4954905 RU1833581C (ru) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | Способ получения отливок с направленной структурой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4954905 RU1833581C (ru) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | Способ получения отливок с направленной структурой |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1833581C true RU1833581C (ru) | 1995-03-10 |
Family
ID=21584191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4954905 RU1833581C (ru) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | Способ получения отливок с направленной структурой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1833581C (ru) |
-
1991
- 1991-06-05 RU SU4954905 patent/RU1833581C/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Заявка Франции N 2184610, кл. B 22D 27/20, 1974. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Versnyder et al. | The development of columnar grain and single crystal high temperature materials through directional solidification | |
EP2011588A1 (en) | Casting method and apparatus | |
Meng et al. | Effect of platform dimension on the dendrite growth and stray grain formation in a Ni-base single-crystal superalloy | |
JPH11131163A (ja) | Ni基単結晶合金とその製造方法 | |
RU2012155751A (ru) | Способ отливки металлического материала и способ отливки специального сплава на основе никеля | |
Ma et al. | Innovations in casting techniques for single crystal turbine blades of superalloys | |
JP2014104512A (ja) | シリンダヘッドの鋳造装置及びシリンダヘッドの熱処理方法 | |
JPS6249342B2 (ru) | ||
US4345950A (en) | Method for making a composite grained cast article | |
Szeliga et al. | The Control of Solidification of Ni‐Based Superalloy Single‐Crystal Blade by Mold Design Modification using Inner Radiation Baffle | |
JP2000045011A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄および球状黒鉛鋳鉄の鋳造方法 | |
RU1833581C (ru) | Способ получения отливок с направленной структурой | |
Sifeng et al. | Influences of processing parameters on microstructure during investment casting of nickel-base single crystal superalloy DD3. | |
US3783032A (en) | Method for producing directionally solidified nickel base alloy | |
CN110499483A (zh) | 一种高合金化GH4720Li合金单级均匀化退火工艺 | |
Long et al. | Effect of Re addition and withdrawal rate on the solidification behavior of directionally solidified superalloy AM3 | |
CN102517476B (zh) | 一种减小疏松和缩松的高强度铝合金及其制备方法 | |
US6557618B1 (en) | Apparatus and method for producing castings with directional and single crystal structure and the article according to the method | |
RU2392338C1 (ru) | Способ получения литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе | |
US20050000603A1 (en) | Nickel base superalloy and single crystal castings | |
SE433947B (sv) | Forfarande for framstellning av halvhard aluminiumplat | |
JP4607490B2 (ja) | ニッケル基超合金及び単結晶鋳造品 | |
Chen et al. | Growth of nickel-base superalloy bicrystals by the seeding technique with a modified Bridgman method | |
CN113005379A (zh) | 一种镍基单晶高温合金的热处理方法 | |
RU2254962C1 (ru) | Способ получения отливки из литейного никелевого сплава |