RU2084561C1

RU2084561C1 - Method of production of oriented single-crystal blanks from alloys with peritectic transformation

Info

Publication number: RU2084561C1
Application number: RU94008112A
Authority: RU
Inventors: Е.В. Сидоров; М.В. Пикунов
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Магнетон"
Priority date: 1994-03-05
Filing date: 1994-03-05
Publication date: 1997-07-20
Also published as: RU94008112A

Abstract

FIELD: foundry; production of single-crystal castings for products from alloys with peritectic transformation. SUBSTANCE: use is made of a single-crystal blank composed of an alloy of solid solution primarily crystallized up to the beginning of peritectic reaction. Use of a single-crystal seed composed of solid solution alloy crystallized up to peritectic reaction makes it possible to reproduce orientation of the seed in the blank from alloy of the peritectic type. EFFECT: facilitated procedure. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области литейного производства, преимущественного к технологии получения монокристаллических отливок для изделий из сплава с перитектическим превращением. The invention relates to the field of foundry, predominantly to the technology of producing single-crystal castings for alloy products with peritectic transformation.

Известен способ получения ориентируемых монокристаллов из чистых металлов и сплавов твердых растворов методом затвердевания из расплава и использованием монокристаллических затравок [1] При этом выращиваемый кристалл и монокристаллическая затравка имеют одинаковый состав. A known method of producing oriented single crystals of pure metals and alloys of solid solutions by solidification from the melt and the use of single crystal seeds [1] In this case, the grown crystal and single crystal seed have the same composition.

Известный способ позволяет получить монокристаллические заготовки с требуемой ориентацией из металлов и сплавов твердых растворов, однако получить монокристаллические заготовки с требуемой ориентацией из сплавов перитектическим превращением не удается. The known method allows to obtain single-crystal billets with the required orientation from metals and alloys of solid solutions, however, to obtain single-crystal billets with the desired orientation from alloys by peritectic transformation is not possible.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения монокристаллических заготовок, основанный на зонном выравнивании, заключается в поддержании на поверхности раздела состава сплава и температуры ниже перитектической горизонтали [2] Данный способ позволяет получить монокристаллические заготовки из сплавов с перитектическим превращением с произвольной ориентацией, однако получить монокристаллическую заготовку с требуемой ориентацией из сплава с перитектическим превращением не удается даже с использованием монокристаллической затравки. В получаемой заготовке просматривается только столбчатая структура. The closest in technical essence and the achieved effect is a method of producing single-crystal billets, based on zone alignment, is to maintain on the interface the alloy composition and temperature below the peritectic horizontal [2] This method allows to obtain single-crystal billets from alloys with peritectic transformation with arbitrary orientation, however, it is not possible to obtain a single-crystal preform with the required orientation from an alloy with peritectic transformation even with Using a single-crystal seed. Only the columnar structure is viewed in the resulting workpiece.

Изобретение решает задачу получения ориентированных монокристаллических заготовок из сплавов, кристаллизующихся по перитектической реакции, включающей изготовление поликристаллических заготовок заданного химического состава, повторное расплавление на монокристаллической затравке, направленное затвердевание в тепловом поле с температурным градиентом, используют монокристаллические затравки требуемой ориентации из сплава твердого раствора, первоначально кристаллизующегося до перитектической реакции. The invention solves the problem of producing oriented single-crystal billets from alloys crystallizing by a peritectic reaction, including the manufacture of polycrystalline billets of a given chemical composition, re-melting on a single-crystal seed, directional solidification in a thermal field with a temperature gradient, using single-crystal seeding of the required orientation from a solid solution alloy, initially crystallizing before peritectic reaction.

Использование монокристаллической затравки из состава сплава твердого раствора, кристаллизующего до перитектической реакции, позволяет воспроизвести ориентацию затравки в заготовке из сплава перитектического типа. The use of single-crystal seed from the composition of the alloy of the solid solution, crystallizing before the peritectic reaction, allows you to reproduce the orientation of the seed in the workpiece from the peritectic type alloy.

Использование монокристаллической затравки из состава сплава с перитектическим превращением приводит к разрушению монокристаллической структуры при повторном нагреве и частичном расплавлении перед началом выращивания. The use of single-crystal seed from the composition of the peritectic transformation alloy leads to the destruction of the single-crystal structure upon repeated heating and partial melting before growing.

По сравнению с наиболее близким аналогичным решением заявленный способ имеет существенный отличительный признак: для получения монокристаллических заготовок с требуемой ориентацией из сплава с перитектическим превращением используют монокристаллические затравки из состава твердого раствора, первоначально кристаллизующегося до перитектического превращения, Следовательно, заявленный способ соответствует требованию "новизна". Compared with the closest similar solution, the claimed method has a significant distinguishing feature: to obtain single-crystal billets with the required orientation from an alloy with peritectic transformation, single-crystal seeds are used from the composition of the solid solution, which initially crystallizes before peritectic transformation. Therefore, the claimed method meets the requirement of “novelty”.

При реализации изобретение удается получать монокристаллические заготовки с требуемой ориентацией из сплавов перитектического типа. When implementing the invention, it is possible to obtain single-crystal billets with the required orientation from peritectic type alloys.

Пример. Получают монокристаллическую заготовку из сплава с перитектическим превращением 84% Cu 16% Ge. Диаметр заготовки 17 мм. Для затравки берут монокристаллический образец с ориентацией <100> по оси из сплава 90% Cu 10% Ge. Монокристаллическую затравку помещают в керамическую трубку из окиси алюминия и устанавливают в тепловой узел кристаллизатора. Откачивают воздух до остаточного давления 1,3•10^-5 Па и запускают аргон. Включают нагрев и расплавляют поликристаллическую заготовку и верхнюю часть затравки. Создают температурный градиент в жидкости перед фронтом кристаллизации 5-10 град/мм. Производят подъем теплового узла со скоростью 1 мм/мин. В заготовке после выращивания наблюдается монокристаллическая структура с направлением <100>.Example. A single-crystal alloy preform is obtained with the peritectic transformation of 84% Cu 16% Ge. The diameter of the workpiece is 17 mm. For seeding, a single crystal sample with an orientation of <100> along the axis of an alloy of 90% Cu 10% Ge is taken. The single-crystal seed is placed in a ceramic tube made of alumina and installed in the thermal unit of the crystallizer. Pump the air to a residual pressure of 1.3 • 10 ^-5 Pa and start argon. Turn on the heat and melt the polycrystalline billet and the upper part of the seed. Create a temperature gradient in the liquid in front of the crystallization front of 5-10 degrees / mm. The thermal unit is lifted at a speed of 1 mm / min. A single-crystal structure with a direction <100> is observed in the preform after growing.

Другие примеры получения монокристаллических заготовок из сплавов с перитектическим превращением приведены в таблице. Other examples of the preparation of single-crystal billets from peritectic alloys are given in the table.

Claims

A method for producing oriented single-crystal billets from peritectic transformation alloys, including the manufacture of a polycrystalline billet, its re-melting on a single crystal seed, and directional solidification with a temperature gradient, characterized in that they use single crystal seed from the composition of the alloy of the solid solution that initially crystallizes before the peritectic reaction begins.