RU2255136C1 - Способ обработки прутков из жаропрочных сплавов для получения лопаток компрессора газотурбинного двигателя - Google Patents
Способ обработки прутков из жаропрочных сплавов для получения лопаток компрессора газотурбинного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255136C1 RU2255136C1 RU2003137640/02A RU2003137640A RU2255136C1 RU 2255136 C1 RU2255136 C1 RU 2255136C1 RU 2003137640/02 A RU2003137640/02 A RU 2003137640/02A RU 2003137640 A RU2003137640 A RU 2003137640A RU 2255136 C1 RU2255136 C1 RU 2255136C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- production
- blank
- alloy
- plastic working
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению заготовок узлов газотурбинного двигателя, и может быть использовано в авиадвигателестроении и машиностроении. Способ включает нагрев прутка из жаропрочного сплава и его деформацию за несколько переходов. Для достижения однородности химического состава и структуры по объему заготовки и повышения технологических свойств сплава при последующей механической обработке, по меньшей мере, один переход осуществляют при температуре, превышающей температуру начала растворения упрочняющей интерметаллидной фазы сплава. После чего осуществляют штамповку в интервале температур от температуры начала рекристаллизации до температуры конца рекристаллизации для получения однородной мелкозернистой структуры, что обеспечивает высокий уровень общих физико-механических свойств заготовки и изделия в целом.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению заготовок, например, для узлов ГТД, и может быть использовано в авиадвигателестроении и машиностроении.
Известен способ штамповки заготовок, включающий нагрев заготовки, ее штамповку и охлаждение за несколько переходов (см. авторское свидетельство СССР №660770, МКИ В 21 К 3/04, опубл. 05.05.79 г.) - аналог.
Однако данный способ не позволяет получить необходимую макро- и микроструктуру заготовки, что отрицательно сказывается на качестве получаемых изделий.
Известен способ обработки давлением жаропрочных сплавов, включающий нагрев заготовки и ее деформацию за несколько переходов (см. патент РФ №2134308, С 22 F 1/18, опубл. 10.08.1999 г.) - прототип.
Недостатками данного решения являются нестабильность физико-механических свойств изделия и высокая трудоемкость процесса обработки.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения таких характеристик изделия, как надежность и усталость, путем оптимизации структуры и механических свойств заготовки, при одновременном снижение трудоемкости процесса.
Поставленная задача решается тем, что в способе обработки прутков из жаропрочных сплавов для получения лопаток компрессора газотурбинного двигателя, включающем нагрев прутка и его деформацию за несколько переходов, по меньшей мере, один переход выполняют при температуре, превышающей температуру начала растворения упрочняющей интерметаллидной фазы сплава, после чего выполняют штамповку в интервале температур от температуры начала рекристаллизации до температуры конца рекристаллизации.
Для жаропрочных, например никелевых и титановых, сплавов температуры начала растворения упрочняющих интерметаллидных фаз Ti3 (Al, Sn), Ni3 (Al, Ti), как правило, расположены в интервале от 1040° С до 1200° С. Нагрев заготовки перед операцией деформации до температуры растворения упрочняющей интерметаллидной фазы обеспечивает достижение однородности химического состава и структуры по объему заготовки, повышает технологические свойства сплава при последующей механической обработке.
Выполнение, по меньшей мере, одного перехода в интервале температур от температуры начала рекристаллизации до температуры конца рекристаллизации позволяет получить достаточно однородную мелкозернистую структуру, обеспечивающую высокий уровень общих физико-механических свойств заготовки, а следовательно, и изделия в целом.
Температура начала рекристаллизации жаропрочных сплавов, как правило, выше 900° С, причем конкретные значения температур выбирают в зависимости от заданной техническими условиями величины зерна, которое необходимо получить в готовом изделии.
Проведение операций обработки давлением при заявленных температурах со скоростью деформации (10-2 - 10-3) с-1 позволяет обеспечить достижение эффекта сверхпластичности в сплаве и минимальных усилий при деформации, например при штамповке, что позволит использовать менее мощное оборудование.
Например, для сплава ВТ3-1 температура начала рекристаллизации составляет 880° С, а температура окончания рекристаллизации 930° С. При нагревании его до температуры 910-930° С и проведении изотермической штамповки при малых скоростях деформации, например 10-3 с-1, эти температуры соответствуют интервалу сверхпластичности сплава (δ ≈ 350%, σ s ≈ 4 кг/мм2). При данных параметрах деформирования имеет место хорошее заполнение штампов при изготовлении деталей сложной формы, с одновременным формированием оптимальной макроструктуры детали.
Пример 1
Рассмотрим процесс обработки никелевых сплавов, предназначенных для изготовления лопаток компрессора газотурбинного двигателя из сплава ЭП 718 ИД, для которого (по диаграмме):
температура начала растворения упрочняющей интерметаллидной фазы по диаграмме равна 1080° С,
температура начала рекристаллизации равна 880° С,
температура конца рекристаллизации 950° С.
Пруток разрезали на мерные заготовки диаметром 15 мм и длиной 20 мм и помещали их в электрическую печь для нагрева до температуры 1150° С, после чего осуществляли выдавливание заготовок на прессе с предварительным формированием пера и замка лопатки.
После этого вновь нагревали заготовку до температуры 1160° С и осуществляли штамповку. После чего производили обрезку облоя, зачищали, контролировали заготовку и производили ее нагрев до температуры 900° С, после чего осуществляли штамповку лопатки до заданных размеров.
В результате были получены лопатки со следующими механическими свойствами:
σβ =126,5 (кг/мм2), σ0,2=78,5 (кг/мм2), δ =26%, ψ =47,3%, КСU=12,2 (кг× м/см2);
при требовании технических условий:
σβ =115,0 (кг/мм2), σ0,2=70,0 (кг/мм2), δ =12%, ψ =14,0%, KCU=3,5 (кг× м/см2).
Пример 2
Рассмотрим процесс изготовления лопатки компрессора низкого давления газотурбинного двигателя из сплава ВТ3-1, для которого температура начала растворения упрочняющей интерметаллидной фазы сплава - 1080° С,
температура начала рекристаллизации сплава - 880° С,
температура конца рекристаллизации сплава - 930° С.
Штамповку осуществляют за три операции: высадка, штамповка при температуре, превышающей температуру начала растворения упрочняющей интерметаллидной фазы сплава, и штамповка в интервале температур от температуры начала рекристаллизации до температуры конца рекристаллизации сплава.
Сначала производили высадку круглой заготовки диаметром 13 мм и длиной 200 мм с двух противоположных сторон с набором металла под два хвостовика лопатки. Местный нагрев заготовки под высадку осуществляли методом электрического сопротивления до температуры 950-980° С. После нагрева и кантовки высадили две заготовки диаметром 30 мм и высотой 20 мм. При этом центральную часть прутка не нагревали, поэтому после высадки полученная заготовка по всему объему имеет разнозернистую структуру.
Для выравнивания последней и полного растворения упрочняющей интерметаллидной фазы Ti3 (Al) нагрев заготовки под переходы штамповки, осуществляемые при температуре, превышающей температуру начала растворения упрочняющей интерметаллидной фазы, производили до температуры 1100° С.
После чего осуществляли переходы штамповки в изотермических условиях, при этом нагрев заготовки осуществляли до температуры в интервале температур от Тн.р. до Тк.р. для данного сплава, а именно до температуры 920° С.
В результате были получены следующие результаты:
σβ = 105,2 (кг/мм2), δ = 21,2%, ψ = 55,3%, KCU = 5,7 (кг× м/см2);
при требовании технических условий:
σβ = 100,0-120,0 (кг/мм2), δ ≥ 12%, ψ ≥ 3,5%, KCU≥ 3,0 (кг× м/см2).
Claims (1)
- Способ обработки прутков из жаропрочных сплавов для получения лопаток компрессора газотурбинного двигателя, включающий нагрев прутка из жаропрочного сплава и его деформацию за несколько переходов, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один переход осуществляют при температуре, превышающей температуру начала растворения упрочняющей интерметаллидной фазы сплава, после чего осуществляют штамповку в интервале температур от температуры начала рекристаллизации до температуры конца рекристаллизации.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003137640/02A RU2255136C1 (ru) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | Способ обработки прутков из жаропрочных сплавов для получения лопаток компрессора газотурбинного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003137640/02A RU2255136C1 (ru) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | Способ обработки прутков из жаропрочных сплавов для получения лопаток компрессора газотурбинного двигателя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2255136C1 true RU2255136C1 (ru) | 2005-06-27 |
Family
ID=35836642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003137640/02A RU2255136C1 (ru) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | Способ обработки прутков из жаропрочных сплавов для получения лопаток компрессора газотурбинного двигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2255136C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486275C1 (ru) * | 2012-05-24 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ получения ультрамелкозернистой заготовки лопатки гтд из титановых сплавов |
RU2496598C2 (ru) * | 2011-09-01 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Способ изготовления штамповок лопаток переменного сечения с двумя хвостовиками |
RU2614294C1 (ru) * | 2016-04-04 | 2017-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Способ изготовления штамповок лопаток из титановых сплавов |
RU2761398C1 (ru) * | 2021-03-11 | 2021-12-08 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Способ обработки прутков из орто-сплавов титана для получения лопаток компрессора газотурбинного двигателя |
-
2003
- 2003-12-29 RU RU2003137640/02A patent/RU2255136C1/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2496598C2 (ru) * | 2011-09-01 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Способ изготовления штамповок лопаток переменного сечения с двумя хвостовиками |
RU2486275C1 (ru) * | 2012-05-24 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ получения ультрамелкозернистой заготовки лопатки гтд из титановых сплавов |
RU2614294C1 (ru) * | 2016-04-04 | 2017-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Способ изготовления штамповок лопаток из титановых сплавов |
RU2761398C1 (ru) * | 2021-03-11 | 2021-12-08 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Способ обработки прутков из орто-сплавов титана для получения лопаток компрессора газотурбинного двигателя |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3023509B1 (en) | Ni-based alloy product and method for producing same | |
CA1229004A (en) | Forging process for superalloys | |
US20170081751A1 (en) | Method for producing a preform from an alpha+gamma titanium aluminide alloy for producing a component with high load-bearing capacity for piston engines and gas turbines, in particular aircraft engines | |
RU2317174C2 (ru) | Изотермическая ковка на воздухе суперсплавов на основе никеля | |
US5413752A (en) | Method for making fatigue crack growth-resistant nickel-base article | |
CN109482796B (zh) | 一种TC4钛合金盘锻件的β锻及热处理方法 | |
JP5669451B2 (ja) | γチタン−アルミニウム−母合金から鍛造片を製造する方法 | |
RU2301845C1 (ru) | Способ получения изделия из жаропрочного никелевого сплава | |
CN114042847A (zh) | 一种提高tb6钛合金断裂韧性的锻造方法 | |
JP6575756B2 (ja) | 析出強化型ステンレス鋼の製造方法 | |
RU2255136C1 (ru) | Способ обработки прутков из жаропрочных сплавов для получения лопаток компрессора газотурбинного двигателя | |
WO2009102233A1 (ru) | Способ штамповки заготовок из наноструктурных титановых сплавов | |
Płonka et al. | Die forging of high-strength magnesium alloys-the structure and mechanical properties in different heat treatment conditions | |
RU2679157C1 (ru) | Способ изготовления штампованных поковок турбинных лопаток из жаропрочных сплавов на основе никеля | |
RU2371512C1 (ru) | Способ получения изделия из жаропрочного никелевого сплава | |
US3035341A (en) | Manufacturing method for making molybdenum base alloy articles | |
RU2761398C1 (ru) | Способ обработки прутков из орто-сплавов титана для получения лопаток компрессора газотурбинного двигателя | |
CN112708788B (zh) | 一种提高k403合金塑性的方法,模具材料和制品 | |
RU2753103C1 (ru) | Способ получения сложнопрофильных изделий из высоколегированных жаропрочных никелевых сплавов, содержащих более 30% упрочняющей γ'-фазы | |
RU2468882C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ (α+β)-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ | |
RU2389822C1 (ru) | Способ изготовления штамповок дисков из слитков высокоградиентной кристаллизации из никелевых сплавов | |
RU2381083C1 (ru) | Способ изготовления лопаточных заготовок | |
JP6185347B2 (ja) | Ni基超耐熱合金の分塊用中間素材及びその製造方法、Ni基超耐熱合金の製造方法 | |
CN105755310A (zh) | 一种提高锡青铜热加工性的方法 | |
CN106424501A (zh) | 基于包套的难变形材料多向锻压加工方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160914 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190424 |