RU2285736C1 - Method of production of articles from high-temperature nickel alloy - Google Patents

Method of production of articles from high-temperature nickel alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2285736C1
RU2285736C1 RU2005110371/02A RU2005110371A RU2285736C1 RU 2285736 C1 RU2285736 C1 RU 2285736C1 RU 2005110371/02 A RU2005110371/02 A RU 2005110371/02A RU 2005110371 A RU2005110371 A RU 2005110371A RU 2285736 C1 RU2285736 C1 RU 2285736C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
deformation
temperature
workpiece
heated
upsetting
Prior art date
Application number
RU2005110371/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Каблов (RU)
Евгений Николаевич Каблов
Борис Самуилович Ломберг (RU)
Борис Самуилович Ломберг
ренко Владимир Георгиевич Скл (RU)
Владимир Георгиевич Скляренко
Дмитрий Алексеевич Пономаренко (RU)
Дмитрий Алексеевич Пономаренко
Николай Валентинович Моисеев (RU)
Николай Валентинович Моисеев
Евгений Иванович Разуваев (RU)
Евгений Иванович Разуваев
Юрий Васильевич Малашенко (RU)
Юрий Васильевич Малашенко
Елена Николаевна Лимонова (RU)
Елена Николаевна Лимонова
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority to RU2005110371/02A priority Critical patent/RU2285736C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2285736C1 publication Critical patent/RU2285736C1/en

Links

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy; production of semi-finished products from high-temperature high-alloy wrought nickel-based alloys for manufacture of disks for gas-turbine engines working at temperatures higher than 600°C.
SUBSTANCE: proposed method includes preliminary deformation of blank by upsetting by two or more times, final deformation and heat treatment; first upsetting is performed in closed container; during next upsetting, technological metal ring at temperature of (0.02-0.5)Tdef. is placed on blank heated to deformation temperature Tdef. and free upsetting is performed in stamp tool heated to deformation temperature. Geometric parameters of ring are selected from given relationships. Preliminary deformation of blank is performed at intermediate annealing. Height-to-diameter ratio of starting blanks is no less than 3:1. Proposed method ensures forming of homogeneous fine-grain structure over entire volume of blank due to work in end zones.
EFFECT: simplified procedure; reduced labor consumption.
4 cl, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению полуфабрикатов из жаропрочных высоколегированных деформируемых сплавов на основе никеля, предназначенных преимущественно для изготовления осесимметричных деталей газотурбинных и ракетных двигателей типа дисков, полусфер, оболочек, "стаканов" и изделий других форм, работающих в условиях предельных нагрузок при рабочих температурах выше 600°С.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to the production of semi-finished products from heat-resistant high-alloy wrought nickel-based alloys, intended primarily for the manufacture of axisymmetric parts of gas turbine and rocket engines such as disks, hemispheres, shells, "glasses" and products of other shapes operating under extreme loads at operating temperatures above 600 ° C.

При получении дисков из никелевых жаропрочных сплавов для деформации преимущественно используют слиток вакуумно-индукционного переплава с последующим вакуумно-дуговым переплавом. Для того чтобы в результате предварительной деформации получить заготовку с равномерным рекристаллизованным зерном и обладающую необходимой пластичностью, слиток многократно деформируют, уменьшая его поперечные размеры прессованием (экструзией) или специальными приемами ковки (например, ротационной ковкой). Затем проводят многократную деформацию осадкой в закрытом контейнере с последующей свободной осадкой на плоских бойках с целью увеличения диаметра поперечного сечения.Upon receipt of disks made of heat-resistant nickel alloys, a vacuum-induction remelting ingot with subsequent vacuum-arc remelting is mainly used for deformation. In order to obtain a preform with uniform recrystallized grain and having the necessary plasticity as a result of preliminary deformation, the ingot is repeatedly deformed, reducing its transverse dimensions by pressing (extrusion) or by special forging techniques (for example, rotary forging). Then, repeated deformation is carried out by sediment in a closed container followed by free settlement on flat strikers in order to increase the diameter of the cross section.

Известен способ изготовления дисков из высоколегированных жаропрочных никелевых сплавов, включающий предварительную деформацию прессованием (экструзией) на пруток со степенью деформации 65-75% при температуре ниже Т.п.р. γ' на 60-80°С с последующей подпрессовкой в закрытом контейнере со степенью деформации 35-50% при температуре ниже Т.п.р. γ' на 60-80°С; окончательную деформацию совмещением осадки и штамповки при температуре ниже Т.п.р. γ' на 40-60°С со степенью деформации 75-85%; термическую обработку, состоящую из предварительного отжига при температуре ниже Т.п.р. γ' на 100-130°С; обработки на твердый раствор при температуре в интервале Т.п.р. γ'±10°С с регламентированным охлаждением и последующего старения (авт.св. СССР №1637360).A known method of manufacturing disks of highly alloyed heat-resistant nickel alloys, including preliminary deformation by pressing (extrusion) on a bar with a degree of deformation of 65-75% at a temperature below T.p. γ 'at 60-80 ° C, followed by prepressing in a closed container with a degree of deformation of 35-50% at a temperature below T.p. γ 'at 60-80 ° C; final deformation by combining precipitation and stamping at a temperature below T.p.r. γ 'at 40-60 ° C with a degree of deformation of 75-85%; heat treatment, consisting of preliminary annealing at a temperature below T.p. γ 'at 100-130 ° C; treatment for solid solution at a temperature in the range γ '± 10 ° С with regulated cooling and subsequent aging (ed. St. USSR No. 1637360).

Недостатком известного способа является необходимость применения сложного энергоемкого оборудования, высокая трудоемкость и длительность многоразовых операций подпрессовки (осадки в закрытом контейнере) для увеличения поперечного сечения заготовки.The disadvantage of this method is the need for complex energy-intensive equipment, high labor intensity and the duration of reusable pre-pressing operations (precipitation in a closed container) to increase the cross section of the workpiece.

Известен также способ получения заготовок из малопластичных сплавов с применением внешних металлических коротких оболочек.There is also a known method of producing blanks from low-alloy alloys using external metal short shells.

Короткая оболочка, помещаемая на центральную зону заготовки, повышает устойчивость заготовки и снижает неравномерность деформации при свободной осадке за счет действия гидростатического давления и геометрического фактора. (Л.Н.Могучий. Обработка давлением труднодеформируемых материалов.- М.: Машиностроение, 1976 г., стр.97-102) Известный способ деформации с короткими оболочками при деформации жаропрочных никелевых сплавов применения не нашел, так как для создания полезного гидростатического давления материал оболочки при температуре деформации 1050-1150°С должен быть более прочным или равнопрочным материалу заготовки. Такие материалы дефицитны и труднообрабатываемы, поэтому изготовление оболочек из них практически неосуществимо.A short shell placed on the central zone of the workpiece increases the stability of the workpiece and reduces the unevenness of deformation during free draft due to the action of hydrostatic pressure and geometric factor. (L.N. Moguchy. Pressure treatment of hard-to-deform materials .- M .: Mashinostroenie, 1976, pp. 97-102) The known method of deformation with short shells during deformation of heat-resistant nickel alloys was not used, since it creates useful hydrostatic pressure the sheath material at a deformation temperature of 1050-1150 ° C should be more durable or equal to the workpiece material. Such materials are scarce and difficult to process, so the manufacture of shells from them is almost impossible.

Известен способ получения штампованных изделий, включающий нагрев заготовок и деформирование их в подогретом штампе, в котором штамп подогревают до температуры, превышающей температуру заготовки, и деформируют заготовку с переменной скоростью.A known method for producing stamped products, including heating the workpieces and deforming them in a heated stamp, in which the stamp is heated to a temperature higher than the temperature of the workpiece, and the workpiece is deformed at a variable speed.

В процессе деформации происходит разогрев приконтактных со штампом слоев заготовки вследствие теплопередачи от более нагретого инструмента к заготовке. Способ позволяет производить осадку заготовок с большим по сравнению с обычными или изотермическими условиями отношением высоты к диаметру (H/D) и влиять на интенсивность течения металла в торцевых зонах заготовки (авт.св. СССР №485009).In the process of deformation, the blanks of the workpiece, which are contactless and stamped, are heated due to heat transfer from a warmer tool to the workpiece. The method allows precipitation of workpieces with a large height to diameter ratio (H / D) compared to conventional or isothermal conditions and affect the intensity of the metal flow in the end zones of the workpiece (ed. St. USSR No. 485009).

Недостатком известного способа является то, что его также невозможно применить для жаропрочных никелевых сплавов из-за повышенной температуры деформации. Технические сложности и проблема стойкости штампового материала ограничивают возможности нагрева штампов на температуру, превышающую температуру деформации никелевых сплавов.The disadvantage of this method is that it is also impossible to apply for heat-resistant nickel alloys due to the increased deformation temperature. Technical difficulties and the problem of resistance of die material limit the possibilities of heating the dies at a temperature exceeding the deformation temperature of nickel alloys.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является способ получения изделия из жаропрочного никелевого сплава, включающий предварительную деформацию заготовки осадкой за два или более раза в закрытом контейнере в изотермических условиях (подпрессовкой) при соотношении высоты и диаметра заготовки более 2,5:1; окончательную деформацию в интервале температур (Т.п.р. γ'-80°С÷Т.п.р. γ'-20°С) и термическую обработку путем предварительного отжига в интервале температур 900-1100°С, обработки на твердый раствор с регламентированным охлаждением и старением в интервале температур 650-1050°С (патент РФ №2215059).The closest analogue taken as a prototype is a method of producing a product from heat-resistant nickel alloy, which includes preliminary deformation of the workpiece by draft by two or more times in a closed container in isothermal conditions (prepressing) with a ratio of the height and diameter of the workpiece more than 2.5: 1; final deformation in the temperature range (T.p. γ'-80 ° С ÷ T.p. γ'-20 ° С) and heat treatment by preliminary annealing in the temperature range 900-1100 ° С, processing on solid a solution with regulated cooling and aging in the temperature range 650-1050 ° C (RF patent No. 2215059).

Недостатком способа прототипа является высокая трудоемкость получения изделий и недостаточная однородность структуры в получаемых изделиях.The disadvantage of the prototype method is the high complexity of obtaining products and the lack of uniformity of the structure in the resulting products.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание способа получения изделия из жаропрочного никелевого сплава, обеспечивающего снижение трудоемкости процесса, а также формирование однородной мелкозернистой структуры по всему объему заготовки за счет проработки торцевых зон.The technical task of the invention is the creation of a method of producing a product from heat-resistant nickel alloy, which reduces the complexity of the process, as well as the formation of a homogeneous fine-grained structure throughout the volume of the workpiece due to the development of end zones.

Для решения поставленной задачи предложен способ получения изделия из жаропрочного никелевого сплава, включающий предварительную деформацию заготовки путем осадки за два или более раза, окончательную деформацию и термическую обработку, отличающийся тем, что при предварительной деформации заготовки первую осадку осуществляют в закрытом контейнере, а при следующей осадке на нагретую до температуры деформации Тдеф. заготовку устанавливают технологическое металлическое кольцо, имеющее температуру (0,02-0,5)Тдеф. и осуществляют свободную осадку в штамповом инструменте, нагретом до температуры деформации.To solve this problem, a method for producing a product from heat-resistant nickel alloy is proposed, including preliminary deformation of the workpiece by upsetting two or more times, final deformation and heat treatment, characterized in that during preliminary deformation of the workpiece, the first draft is carried out in a closed container, and with the next draft heated to a deformation temperature Tdef. the workpiece is installed technological metal ring having a temperature of (0.02-0.5) Tdef. and free sludge is carried out in a punch tool heated to a deformation temperature.

Геометрические параметры технологического металлического кольца выбирают из следующих соотношений:The geometric parameters of the technological metal ring are selected from the following ratios:

Нк=(0,25 - 0,75)Нз,Нк = (0.25 - 0.75) Нз,

Dнар.к=(1,2 - 1,7)Dз, гдеДн.к = (1,2 - 1,7) Dз, where

Нк - высота кольца,Hk - the height of the ring,

Dнар.к. - наружный диаметр кольца,Dp. - outer diameter of the ring,

Dз - диаметр цилиндрической заготовки,Dz - the diameter of the cylindrical workpiece,

полученной после предварительной деформации,obtained after preliminary deformation,

Нз - высота заготовки, полученнойНз - height of the workpiece obtained

после предварительной деформации.after preliminary deformation.

Предварительную деформацию заготовки можно осуществлять с промежуточными отжигами, необходимость которых определяется состоянием материала заготовки.Preliminary deformation of the workpiece can be carried out with intermediate annealing, the need for which is determined by the state of the workpiece material.

Соотношение высоты и диаметра исходной заготовки под предварительную деформацию выбирают не менее 3:1.The ratio of the height and diameter of the initial billet for preliminary deformation is chosen at least 3: 1.

По предлагаемому способу предварительную деформацию заготовки осуществляют осадкой в закрытом контейнере. За счет этого обеспечивают продольную устойчивость заготовки и правильную цилиндрическую форму после осадки, а также достигают повышения пластичности и равномерности деформации при дальнейшей свободной осадке заготовки за счет преобразования литой крупнокристаллической ориентированной структуры в более однородную рекристаллизованную. При следующей деформации свободной осадкой на нагретую до температуры деформации Тдеф. заготовку непосредственно перед помещением в штамп устанавливают технологическое кольцо, предварительно нагретое до температуры (0,02 - 0,5)Тдеф. В результате между заготовкой и технологическим кольцом происходит теплообмен, и по объему заготовки возникает неравномерное температурное поле. Центральная зона заготовки, находящаяся в контакте с технологическим кольцом, теряет тепло и упрочняется по сравнению с более нагретыми торцевыми зонами, где теплообмен не успевает пройти. Вследствие этого при свободной осадке в инструменте, нагретом до температуры деформации, преимущественное течение металла и соответственно проработка структуры, происходит в торцевых зонах заготовки. Способ позволяет существенно повысить устойчивость заготовки при свободной осадке, т.е. ее сопротивление продольному изгибу, и использовать заготовки с более высоким, чем при обычной осадке, отношением высоты к диаметру (H/D). После свободной осадки с технологическим кольцом заготовка может принимать форму обратной бочки, и в зависимости от полученного соотношения H/D ее далее осаживают в закрытом контейнере или свободно осаживают обычным образом. При этом деформация идет уже преимущественно в центральной зоне и заготовка опять принимает форму, близкую к цилиндрической. В дальнейшем из этой заготовки окончательной штамповкой получают различные осесимметричные детали. Операция свободной осадки с технологическим кольцом по предлагаемому способу позволяет заменить часть трудоемких операций осадки в закрытом контейнере в процессе передела заготовки на больший диаметр и за счет этого упростить и удешевить процесс.According to the proposed method, the preliminary deformation of the workpiece is carried out by sediment in a closed container. Due to this, they provide longitudinal stability of the workpiece and the correct cylindrical shape after upsetting, and also achieve increased plasticity and uniformity of deformation during further free settlement of the workpiece by converting the cast large crystalline oriented structure to a more uniform recrystallized one. At the next deformation by free draft, heated to the deformation temperature Tdef. the workpiece immediately before being placed in the stamp set technological ring, pre-heated to a temperature of (0.02 - 0.5) Teff. As a result, heat exchange occurs between the workpiece and the process ring, and an uneven temperature field occurs over the volume of the workpiece. The central zone of the workpiece, which is in contact with the process ring, loses heat and hardens in comparison with more heated end zones, where the heat exchange does not have time to pass. As a result of this, with free upsetting in an instrument heated to a deformation temperature, the predominant metal flow and, accordingly, the development of the structure occur in the end zones of the workpiece. The method can significantly increase the stability of the workpiece with a free draft, i.e. its resistance to longitudinal bending, and use workpieces with a higher than in normal draft ratio of height to diameter (H / D). After free settlement with the process ring, the workpiece can take the form of a return barrel, and depending on the obtained H / D ratio, it is then upset in a closed container or freely upset in the usual way. In this case, the deformation is already predominantly in the central zone and the workpiece again takes a shape close to cylindrical. Subsequently, various axisymmetric parts are obtained from this blank by final stamping. The free draft operation with the technological ring according to the proposed method allows to replace part of the labor-intensive operations of precipitation in a closed container in the process of redistributing the workpiece with a larger diameter and thereby simplify and reduce the cost of the process.

Наиболее подходящим материалом для технологического кольца по предлагаемому способу является легированная сталь, не образующая при нагреве значительной окалины.The most suitable material for the process ring according to the proposed method is alloy steel, which does not form significant scale when heated.

Температуру нагрева и геометрические параметры кольца выбирают в зависимости от геометрии заготовки и температурно-скоростных параметров деформации.The heating temperature and geometric parameters of the ring are selected depending on the geometry of the workpiece and the temperature and speed parameters of the deformation.

Необходимость проведения промежуточных отжигов определяется состоянием материала заготовки. В ряде случаев технический результат заявляемого изобретения может быть достигнут и без промежуточных отжигов. Необходимость промежуточного отжига определяется маркой сплава, его структурным состоянием и величиной деформации при обработке давлением. Например, жаропрочный сплав на никелевой основе ЭП742 менее легирован, чем сплавы ЭК151 и ЭП975 и считается достаточно технологичным. В прессованном состоянии он допускает разовую деформацию до 60% и при получении изделий несложной формы позволяет обходиться без промежуточного отжига.The need for intermediate annealing is determined by the state of the workpiece material. In some cases, the technical result of the claimed invention can be achieved without intermediate annealing. The need for intermediate annealing is determined by the grade of the alloy, its structural state and the magnitude of the deformation during pressure treatment. For example, the EP742 heat-resistant nickel-based alloy is less alloyed than the EK151 and EP975 alloys and is considered quite technologically advanced. In the pressed state, it allows a one-time deformation of up to 60% and, upon receipt of products of a simple form, allows to do without intermediate annealing.

Примеры осуществленияExamples of implementation

Для практического осуществления предлагаемого изобретения были выбраны жаропрочные никелевые сплавы для дисков турбин ЭК151 и ЭП742ИД. При этом использовали слитки, полученные традиционным методом вакуумно-индукционной выплавки с последующим вакуумно-дуговым переплавом (ВИ+ВД) и полученные с использованием метода направленной кристаллизации (ВИ+НК).For the practical implementation of the invention, heat-resistant nickel alloys for turbine disks EK151 and EP742ID were selected. In this case, we used ingots obtained by the traditional method of vacuum induction smelting followed by vacuum-arc remelting (VI + VD) and obtained using the directed crystallization method (VI + NC).

Предварительную и окончательную деформацию осадкой проводили на специализированном для изотермической штамповки прессе 630тс с индукционной нагревательной установкой штампового инструмента.Preliminary and final deformation by sludge was carried out on a 630 ts press specialized for isothermal stamping with an induction heating installation of a punch tool.

Пример 1. По предлагаемому способу из заготовки сплава ЭП742, полученной из слитка (ВИ+ВД) диаметром 320 мм с последующим прессованием со степенью 65-70%, получают изделие, осуществляя следующие операции:Example 1. According to the proposed method, from a workpiece of alloy EP742 obtained from an ingot (VI + VD) with a diameter of 320 mm, followed by pressing with a degree of 65-70%, the product is obtained by performing the following operations:

1) обточка заготовки на размер ⌀100 мм ×600 мм;1) turning the workpiece to a size of ⌀100 mm × 600 mm;

2) осадка в закрытом контейнере ⌀120 мм при температуре 1080°С (Тп.р.γ'-40°) со степенью деформации 30% в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1080°С;2) sediment in a closed container ⌀120 mm at a temperature of 1080 ° C (Tp.γ'-40 °) with a degree of deformation of 30% in a stamping tool, heated to Teff. = 1080 ° C;

3) свободная осадка с технологическим кольцом при температуре 1080°С (Тп.р.γ'-40°) со степенью деформации 30% в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1100°С;3) free sludge with a process ring at a temperature of 1080 ° C (Tp.γ'-40 °) with a degree of deformation of 30% in a stamping tool heated to Teff. = 1100 ° C;

Параметры технологического кольца:Technological ring parameters:

Тк=23°С, Нк=175 мм, Dнар.к=145 мм.Tk = 23 ° C, Hk = 175 mm, Dn.k = 145 mm.

4) свободная осадка при температуре 1080°С (Тп.р.γ'-40°) со степенью деформации 25% в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1080°С;4) free sediment at a temperature of 1080 ° C (Tp.γ'-40 °) with a degree of deformation of 25% in a stamping tool, heated to Teff. = 1080 ° C;

5) окончательная деформация при температуре 1080°С (Тп.р.γ'-40°) в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1080°С;5) the final deformation at a temperature of 1080 ° C (Tp.γ'-40 °) in a stamping tool, heated to Teff. = 1080 ° C;

6) закалка при температуре 1100°С 8 часов;6) quenching at a temperature of 1100 ° C for 8 hours;

7) старение при температуре 850°С 6 часов;7) aging at a temperature of 850 ° C for 6 hours;

8) старение при температуре 780°С 16 часов.8) aging at a temperature of 780 ° C for 16 hours.

Пример 2. По предлагаемому способу из заготовки, полученной из слитка (ВИ+ВД) диаметром 320 мм с последующим прессованием со степенью 65-70%:Example 2. According to the proposed method, from a workpiece obtained from an ingot (VI + VD) with a diameter of 320 mm, followed by pressing with a degree of 65-70%:

1) обточка заготовки на размер ⌀100 мм ×500 мм;1) turning the workpiece to a size of ⌀100 mm × 500 mm;

2) осадка в закрытом контейнере ⌀120 мм при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°) со степенью деформации 30% в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1100°С;2) sediment in a closed container ⌀120 mm at a temperature of 1100 ° С (Т.р.γ'-40 °) with a degree of deformation of 30% in a stamping tool heated to Teff. = 1100 ° С;

3) отжиг при температуре 1090°С (Тп.р.γ'-50°);3) annealing at a temperature of 1090 ° C (Tp.γ'-50 °);

4) свободная осадка с технологическим кольцом при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°) со степенью деформации 25% в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1100°С;4) free sludge with a process ring at a temperature of 1100 ° С (Тр.р. γ'-40 °) with a degree of deformation of 25% in a stamping tool heated to Teff. = 1100 ° С;

Параметры технологического кольца:Technological ring parameters:

Тк=23°С, Нк=112 мм, Dнар.к=144 мм.Tk = 23 ° C, Hk = 112 mm, Dn.k = 144 mm.

5) свободная осадка при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°) со степенью деформации 25% в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1100°С;5) free sediment at a temperature of 1100 ° C (Tp.γ'-40 °) with a degree of deformation of 25% in a stamping tool, heated to Teff. = 1100 ° C;

6) отжиг при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°);6) annealing at a temperature of 1100 ° C (Tp.γ'-40 °);

7) окончательная деформация при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°) в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1100°С;7) the final deformation at a temperature of 1100 ° C (Tp.γ'-40 °) in a stamping tool, heated to Teff. = 1100 ° C;

8) отжиг при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°);8) annealing at a temperature of 1100 ° C (Tp.γ'-40 °);

9) термообработка на твердый раствор при температуре 1155°С (Тп.р.γ'+15°);9) heat treatment for solid solution at a temperature of 1155 ° C (Tp.γ '+ 15 °);

10) старение 870°С 6 часов +760°С 32 часа.10) aging of 870 ° C for 6 hours + 760 ° C for 32 hours.

Пример 3. По предлагаемому способу из слитка (ВИ+НК) диаметром 105 мм, полученного методом направленной кристаллизации в керамической форме постоянного сечения с градиентом температуры на фронте затвердевания 20-200°С:Example 3. According to the proposed method from an ingot (VI + NK) with a diameter of 105 mm, obtained by directional crystallization in ceramic form of constant cross section with a temperature gradient at the solidification front of 20-200 ° C:

1) обточка слитка на размер ⌀100 мм ×450 мм;1) turning the ingot to a size of ⌀100 mm × 450 mm;

2) осадка в закрытом контейнере ⌀120 мм при температуре 1150°С (Tn.p.γ'+10°) со степенью деформации 25% в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1150°С;2) sediment in a closed container ⌀120 mm at a temperature of 1150 ° C (Tn.p.γ '+ 10 °) with a degree of deformation of 25% in a stamping tool, heated to Teff. = 1150 ° C;

3) отжиг при температуре 1150°С (Тп.р.γ'+10°);3) annealing at a temperature of 1150 ° C (Tp.γ '+ 10 °);

4) свободная осадка с технологическим кольцом при температуре 1090°С (Тп.р.γ'-50°) со степенью деформации 25% в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1090°С;4) free sludge with a process ring at a temperature of 1090 ° C (Tp.γ'-50 °) with a degree of deformation of 25% in a stamping tool heated to Teff. = 1090 ° C;

Параметры технологического кольца:Technological ring parameters:

Тк=285°С, Нк=188 мм, Dнар.к=170 мм.Тк = 285 ° С, Нк = 188 mm, Dн.к = 170 mm.

5) свободная осадка при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°) со степенью деформации 25% в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1100°С;5) free sediment at a temperature of 1100 ° C (Tp.γ'-40 °) with a degree of deformation of 25% in a stamping tool, heated to Teff. = 1100 ° C;

7) отжиг при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°);7) annealing at a temperature of 1100 ° С (Tp.γ'-40 °);

8) окончательная деформация в при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°) в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1100°С;8) the final deformation in at a temperature of 1100 ° C (Tp.γ'-40 °) in a stamping tool, heated to Teff. = 1100 ° C;

12) отжиг при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°);12) annealing at a temperature of 1100 ° C (Tp.γ'-40 °);

13) термообработка на твердый раствор при температуре 1155°С (Тп.р.γ'+15°);13) heat treatment for solid solution at a temperature of 1155 ° C (Tp.γ '+ 15 °);

14) старение 870°С 6 часов +760°С 32 часа.14) aging of 870 ° C for 6 hours + 760 ° C for 32 hours.

Пример 4. По предлагаемому способу (состояние исходной заготовки по примеру 3):Example 4. According to the proposed method (condition of the initial billet according to example 3):

1) обточка слитка на размер ⌀100 мм ×300 мм;1) turning the ingot to a size of ⌀100 mm × 300 mm;

2) осадка в закрытом контейнере ⌀120 мм при температуре 1150°С (Tn.p.γ'+10°) со степенью деформации 20% в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1150°С;2) sediment in a closed container ⌀120 mm at a temperature of 1150 ° С (Tn.p.γ '+ 10 °) with a degree of deformation of 20% in a stamping tool heated to Teff. = 1150 ° С;

3) отжиг при температуре 1150°С (Тп.р.γ'+10°);3) annealing at a temperature of 1150 ° C (Tp.γ '+ 10 °);

4) свободная осадка с технологическим кольцом при температуре 1090°С (Тп.р.γ'-50°) со степенью деформации 25% в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1090°С;4) free sludge with a process ring at a temperature of 1090 ° C (Tp.γ'-50 °) with a degree of deformation of 25% in a stamping tool heated to Teff. = 1090 ° C;

Параметры технологического кольца:Technological ring parameters:

Тк=545°С, Нк=225 мм, Dнар.к=204 мм.Тк = 545 ° С, Нк = 225 mm, Dн.к = 204 mm.

5) окончательная деформация в при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°) в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1100°С;5) the final deformation at at a temperature of 1100 ° C (Tp.γ'-40 °) in a stamping tool, heated to Teff. = 1100 ° C;

6) отжиг при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°);6) annealing at a temperature of 1100 ° C (Tp.γ'-40 °);

7) термообработка на твердый раствор при температуре 1155°С (Тп.р.γ'+15°);7) heat treatment for solid solution at a temperature of 1155 ° C (Tp.γ '+ 15 °);

8) Старение 870°С 6 часов +760°С 32 часа.8) Aging 870 ° C 6 hours + 760 ° C 32 hours.

Пример 5. По способу-прототипу из слитка (ВИ+НК) (состояние исходной заготовки по примеру 3):Example 5. According to the prototype method of the ingot (VI + NK) (state of the original billet according to example 3):

1) обточка слитка на размер ⌀100 мм ×400 мм;1) turning the ingot to a size of ⌀100 mm × 400 mm;

2) осадка в закрытом контейнере ⌀120 мм при температуре 1150°С (Тп.р.γ'+10°) со степенью деформации 25% в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1150°С;2) sediment in a closed container ⌀120 mm at a temperature of 1150 ° С (Тр.р. γ '+ 10 °) with a degree of deformation of 25% in a stamping tool heated to Teff. = 1150 ° С;

3) отжиг при температуре 1150°С (Тп.р.γ'+10°);3) annealing at a temperature of 1150 ° C (Tp.γ '+ 10 °);

4) осадка в закрытом контейнере ⌀135 мм при температуре 1050°С (Тп.р.γ'+10°) со степенью деформации 25%;4) sediment in a closed container ⌀135 mm at a temperature of 1050 ° C (Tp.γ '+ 10 °) with a degree of deformation of 25%;

5) отжиг при температуре 1090°С (Тп.р.γ'-50°);5) annealing at a temperature of 1090 ° C (Tp.γ'-50 °);

6) свободная осадка при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°) со степенью деформации 25% в нагретом штамповом инструменте (в изотермических условиях);6) free sediment at a temperature of 1100 ° C (Tp.γ'-40 °) with a degree of deformation of 25% in a heated stamping tool (in isothermal conditions);

7) отжиг при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°);7) annealing at a temperature of 1100 ° С (Tp.γ'-40 °);

8) окончательная деформация в штампе при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°) в штамповом инструменте, нагретом до Тдеф.=1100°С;8) the final deformation in the stamp at a temperature of 1100 ° C (Tp.γ'-40 °) in a stamping tool, heated to Teff. = 1100 ° C;

9) отжиг при температуре 1100°С (Тп.р.γ'-40°);9) annealing at a temperature of 1100 ° C (Tp.γ'-40 °);

10) термообработка на твердый раствор при температуре 1155°С (Тп.р.γ'+15°);10) heat treatment for solid solution at a temperature of 1155 ° C (Tp.γ '+ 15 °);

11) старение 870°С 6 часов +760°С 32 часа.11) aging of 870 ° C for 6 hours + 760 ° C for 32 hours.

В таблице показано, что предлагаемый способ можно реализовать как на слитках, получаемых традиционным методом (ВИ+ВД), так и на слитках (ВИ+НК). При получении деталей по предлагаемому способу замена операции осадки в закрытом контейнере на операцию свободной осадки с технологическим кольцом позволяет снизить стоимость штамповой оснастки на 30%. Кроме того, за счет происходящего при этом упрощения процесса трудоемкость изготовления детали снижается на 10%. Предлагаемый способ также позволяет в большей степени проработать (измельчить) структуру в торцевых зонах заготовки. При этом обеспечивается равномерность структуры при дальнейшей окончательной штамповке и термообработке, и, в конечном итоге, стабильность свойств изделия.The table shows that the proposed method can be implemented both on ingots obtained by the traditional method (VI + VD), and on ingots (VI + NK). Upon receipt of the parts according to the proposed method, replacing the operation of upsetting in a closed container with an operation of free upsetting with a process ring can reduce the cost of die tooling by 30%. In addition, due to the simplification of the process, the complexity of manufacturing the part is reduced by 10%. The proposed method also allows a greater degree to work out (grind) the structure in the end zones of the workpiece. This ensures uniformity of structure during further final stamping and heat treatment, and, ultimately, the stability of the properties of the product.

№ прим
ера
No. approx
yer
Способ выплавки и переплаваThe method of smelting and remelting H/D исх.
за-ки
H / D ref.
behind
Параметры используемого технологического кольцаParameters of the used technological ring Размер зерна в торцевой зоне
заготовки, мкм
End grain size
blanks, microns
Трудоемкость процесса
получения диска н/ч
The complexity of the process
receive disk n / h
Стоимость штамповой
оснастки, руб.
Stamp cost
snap, rub.
Температура, °СTemperature ° C Высота, Нк., ммHeight, Nk., Mm Наружный диаметр, Dнap.к., ммOuter diameter, DNp.k., mm 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1one Предла
гаемый
Of the proposal
pulled
ВИ+ВДVI + VD 6:16: 1 2323 175175 145145 7575 16201620 12500001250000
22 ВИ+ВДVI + VD 5:15: 1 2323 112112 144144 7575 16201620 12500001250000 33 способway ВИ+НКVI + NK 4,5:14,5: 1 285285 188188 170170 8585 16201620 12500001250000 ВИ+НКVI + NK 3:13: 1 545545 225225 204204 9090 16201620 12500001250000 4four Способ-прототипPrototype method ВИ+НКVI + NK 4:14: 1 Технологическое кольцо не применяетсяTechnological ring not applicable 110110 18001800 17500001750000

Claims (4)

1. Способ получения изделия из жаропрочного никелевого сплава, включающий предварительную деформацию заготовки путем осадки за два или более раза, окончательную деформацию и термическую обработку, отличающийся тем, что при предварительной деформации заготовки первую осадку осуществляют в закрытом контейнере, а при следующей осадке на нагретую до температуры деформации Тдеф. заготовку устанавливают технологическое металлическое кольцо, имеющее температуру (0,02-0,5)Тдеф., и осуществляют свободную осадку в штамповом инструменте, нагретом до температуры деформации.1. A method of obtaining a product from a heat-resistant nickel alloy, comprising pre-deformation of the preform by upsetting two or more times, final deformation and heat treatment, characterized in that during pre-deformation of the preform, the first draft is carried out in a closed container, and during the next draft up to heated to deformation temperature Tdef. the workpiece is installed technological metal ring having a temperature of (0.02-0.5) Teff., and carry out free settlement in a stamping tool, heated to a deformation temperature. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что геометрические параметры технологического металлического кольца выбирают из следующих соотношений:2. The method according to claim 1, characterized in that the geometric parameters of the technological metal ring is selected from the following ratios: Нк=(0,25-0,75)Нз,Нк = (0.25-0.75) Нз, Dнар.к=(1,2-1,7)Dз,Dn.k = (1.2-1.7) Dz, где Нк - высота кольца,where Hk is the height of the ring, Dнар.к - наружный диаметр кольца,Дн.к - outer diameter of the ring, Dз - диаметр цилиндрической заготовки, полученной после предварительной деформации,Dz - the diameter of the cylindrical billet obtained after preliminary deformation, Нз - высота заготовки, полученной после предварительной деформации.Нз - height of the workpiece obtained after preliminary deformation. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительную деформацию заготовки осуществляют с промежуточными отжигами.3. The method according to claim 1, characterized in that the preliminary deformation of the workpiece is carried out with intermediate annealing. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение высоты и диаметра исходной заготовки под предварительную деформацию составляет не менее 3:1.4. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of the height and diameter of the initial billet under preliminary deformation is at least 3: 1.
RU2005110371/02A 2005-04-11 2005-04-11 Method of production of articles from high-temperature nickel alloy RU2285736C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005110371/02A RU2285736C1 (en) 2005-04-11 2005-04-11 Method of production of articles from high-temperature nickel alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005110371/02A RU2285736C1 (en) 2005-04-11 2005-04-11 Method of production of articles from high-temperature nickel alloy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2285736C1 true RU2285736C1 (en) 2006-10-20

Family

ID=37437879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005110371/02A RU2285736C1 (en) 2005-04-11 2005-04-11 Method of production of articles from high-temperature nickel alloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2285736C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107287540A (en) * 2017-07-05 2017-10-24 中南大学 A kind of method by regulating and controlling deformation temperature refinement nickel-base alloy forging grain structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107287540A (en) * 2017-07-05 2017-10-24 中南大学 A kind of method by regulating and controlling deformation temperature refinement nickel-base alloy forging grain structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10307814B2 (en) Methods for producing forged products and other worked products
CN101422861B (en) Accurate forming method of special-shape deep-hole type parts
CN101804441B (en) Near-isothermal forging method of TC17 biphase titanium alloy disc forge piece
CN109482796B (en) Beta forging and heat treatment method of TC4 titanium alloy disc forging
CN101829749B (en) Approximate isothermal forging method of BT25 two-phase titanium alloy disk forge piece
CN101480689A (en) Near-isothermal forging method of two-phase titanium alloy disc-shaped forging
RU2002135197A (en) METHOD FOR PRODUCING HOMOGENEOUS FINE-GRAIN TITANIUM MATERIAL (OPTIONS)
Wang et al. A two-step superplastic forging forming of semi-continuously cast AZ70 magnesium alloy
CN112589022A (en) Method for manufacturing high-quality low-segregation fine-grain high-temperature alloy bar difficult to deform
US20160032417A1 (en) Work hardenable yield ratio-controlled steel and method of manufacturing the same
CN114346137A (en) Hot processing preparation method of large-size titanium alloy bar with uniform thin banded structure
JP2006289394A (en) METHOD FOR MANUFACTURING RING MADE OF Mn-Cu ALLOY
US3605245A (en) Process for manufacturing high density press-formed articles
RU2285736C1 (en) Method of production of articles from high-temperature nickel alloy
CN117415262A (en) Preparation method and product of TC18 titanium alloy die forging with high ultrasonic flaw detection grade
JP2008036698A (en) Method for manufacturing large forged product made of austenitic stainless steel
WO2009102233A1 (en) Method for pressing blanks made of nanostructural titanium alloys
RU2340702C1 (en) Method for product receiving made of heatproof nickel alloy
RU2231739C2 (en) Method for manufacture of conical envelopes of shaped-charge projectiles
JPH07108340A (en) Manufacture of coarse shape material for rolling bearing race
CN106424501A (en) Sheath-based difficult-to-deform material multidirectional swaging method
US20070169856A1 (en) Method for making a hybrid casting and forging stainless steel product
CN111014543B (en) Method for preparing high-tungsten high-cobalt-nickel alloy shaped charge liner by hot die forging for reducing deformation dead zone
RU2229952C1 (en) Method for forming blanks of titanium alloys
CN116673431B (en) Method for producing bar-to-fastener