RU2449858C1 - Способ производства заготовок из жаропрочных порошковых сплавов - Google Patents
Способ производства заготовок из жаропрочных порошковых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449858C1 RU2449858C1 RU2010148590/02A RU2010148590A RU2449858C1 RU 2449858 C1 RU2449858 C1 RU 2449858C1 RU 2010148590/02 A RU2010148590/02 A RU 2010148590/02A RU 2010148590 A RU2010148590 A RU 2010148590A RU 2449858 C1 RU2449858 C1 RU 2449858C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- mass
- capsule
- carried out
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению заготовок из порошков жаропрочных никелевых сплавов. Может использоваться для изготовления деталей, стойких к окислению при повышенных температурах и работающих в условиях тяжелого нагружения. Порошок жаропрочного сплава засыпают в капсулу с отношением высоты капсулы к ее диаметру до 2,5:1, проводят утряску, горячее изотермическое прессование и жидкофазное спекание с выдержкой, охлаждением и горячей деформацией. Жидкофазное спекание проводят в интервале температур (Ts-TL), где Ts - температура солидуса, a TL - температура ликвидуса, при этом выдержку и последующее охлаждение заготовки проводят в прямой зависимости от ее массы. Способ позволяет сократить цикл получения заготовок во времени с учетом массы заготовки, обеспечивает повышение прочностных свойств и ресурса изделия. 6 з.п. ф-лы, 2 пр.
Description
Изобретение относится к области производства заготовок из порошков жаропрочных никелевых сплавов, стойких к окислению при повышенных температурах и работающих в условиях тяжелого нагружения.
Известен наиболее близкий заявленному способ изготовления заготовок из жаропрочных порошковых сплавов, включающий засыпку порошков в капсулу, утряску, горячее изотермическое прессование и жидкофазное спекание с выдержкой, охлаждением и горячей деформацией (пат. RU №2316413, кл. B22F 3/14 за 2008 г.).
Однако соблюдение предложенных режимов нагрева требует значительных энергозатрат и времени, при этом не учитывается масса заготовки, что может привести к появлению в изделии не спеченных участков.
Предложенный способ отличается от известного тем, что капсулу берут с соотношением высоты капсулы к ее диаметру до 2,5:1, а жидкофазное спекание проводят в интервале температур Ts÷TL, где Ts - температура солидуса, а TL - температура ликвидуса, при этом выдержку при температуре жидкофазного спекания и последующее охлаждение заготовки проводят в прямой зависимости от ее массы.
Предложенный способ отличается от известного и тем, что горячую деформацию проводят в виде осадки, штамповки, изотермической раскатки, либо совмещения осадки с изотермической раскаткой. В предложенном способе прямую зависимость выдержки от массы заготовки устанавливают: при массе заготовки до 10÷15 кг - выдержку - 10÷20 мин, а с увеличением массы - на каждые 20-30 кг выдержку увеличивают на 5-8 мин, а прямую зависимость времени охлаждения от массы заготовки устанавливают: при массе до 15 кг - время охлаждения: 1,5 час, свыше 15 кг - 2,0 часа. Осадку проводят в несколько стадий, но не более 5-ти, при этом в первой стадии осадки заготовку деформируют на величину, не более чем 15% ее толщины и отжигают в течение 3÷4 часов при 0,7÷0,8 температуры плавления материала. При стадийной осадке и достижении 70% общей деформации заготовки ее отжигают в течение 3÷4 часов при 0,7÷0,8 температуры плавления материала. Изотермическую раскатку проводят при частоте вращения заготовки: 0,5-1,0 об/мин, скорости подачи инструмента: 0,002-0,08 мм/сек и температуре деформации: 1040÷1080°С.
Техническим результатом предложения является обеспечение макро- и микроструктуры заготовок из порошковых сплавов, сокращение цикла получения заготовок во времени с учетом массы заготовки.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления заготовок из жаропрочных порошковых сплавов, включающий засыпку порошков в капсулу, утряску, горячее изотермическое прессование и жидкофазное спекание с выдержкой, охлаждением и горячей деформацией, капсулу берут с соотношением высоты капсулы к ее диаметру до 2,5:1, а жидкофазное спекание проводят в интервале температур Ts÷TL, где Ts - температура солидуса, а TL - температура ликвидуса, при этом выдержку при температуре жидкофазного спекания и последующее охлаждение заготовки проводят в прямой зависимости от ее массы.
Технический результат достигается тем, что горячую деформацию проводят в виде осадки, штамповки, изотермической раскатки, либо совмещения осадки с изотермической раскаткой.
Технический результат достигается тем, что устанавливают прямую зависимость выдержки от массы заготовки: например, при массе заготовки до 10÷15 кг - выдержка - 10÷20 мин, а с увеличением массы - на каждые 20-30 кг выдержку увеличивают на 5-8 мин, а прямую зависимость времени охлаждения от массы заготовки устанавливают: при массе до 15 кг - время охлаждения: 1,5 час, свыше 15 кг - 2,0 часа. Осадку же проводят в несколько стадий (не более 5-ти), при этом в первой стадии осадки заготовку деформируют на величину, не более чем 15% ее толщины и отжигают в течение 3÷4 часов при 0,7÷0,8 температуры плавления материала. А при стадийной осадке и достижении 70% общей деформации заготовки ее отжигают в течение 3÷4 часов при 0,7÷0,8 температуры плавления материала. При этом эзотермическую раскатку проводят при частоте вращения заготовки: 0,5÷1,0 об/мин, скорости подачи инструмента: 0,002÷0,08 мм/сек и температуре деформации: 1040÷1080°С.
Ниже приведены примеры реализации способа.
Пример 1.
В металлическую капсулу из стали 20 с соотношением высоты к диаметру - 2÷1 засыпают гранулы из сплава ЭП741 НП, гранулометрический состав которых: 100-150 мкм. Масса засыпки - 8 кг. Заготовку подвергают горячему изостатическому прессованию (ГИП) и жидкофазному спеканию при t - 1285±5°C. Выдержка при спекании составляла 15 минут. После спекания заготовку осаживали при 1100°С без бокового подпора, т.е. отсутствовал пресс-инструмент. Осадку производили на прессе силой 400 т.е. Перед осадкой заготовку теплоизолировали.
На третьей стадии осадки наблюдалось падение напряжения течения на 25-30%, что указывало на формирование в материале мелкокристаллической структуры и реализации процесса деформации в режиме сверхпластичности. После ГИП и осадки плотность материала достигла 8,27 г/см, что соответствовало плотности монолитного материала.
Исследование свойств материала заготовки показало, что временное сопротивление разрыву составляло 1550 МПа, а пластичность 27%. При этом было достигнуто снижение энергозатрат на 30%, а коэффициент использования металла (КИМ) составил 0,57 при 0,1 в реальном производстве при имеющейся типовой технологии. Все это достигнуто за счет сокращения времени на нагревание и спекание и получения заданной формы изделия во время свободной осадки без применения дорогостоящей оснастки.
Пример 2
В металлическую капсулу из стали 20 с соотношением высоты к диаметру - 2-1 засыпают гранулы жаропрочного порошкового сплава ЭП741 НП. Масса засыпки - 45 кг. Заготовку подвергают горячему изостатическому прессованию (ГИП) и жидкофазному спеканию при t - 1285±°C и выдержке - 28 мин. Далее заготовку подвергали горячей осадке на прессе силой 16000 тс при температуре 1100±5°C без бокового подпора и изотермической раскатке. В результате осадки в материале сформировалась структура с размером зерна - 20 мкм, что положительно сказалось на процессе раскатки. Раскатку осуществляли при температуре 1100°С со скоростью вращения заготовки 1,0 об/мин. В данном случае КИМ составил 0,8 при экономии никелевого сплава на уровне 40%. Механические свойства превышали заданные по техническим условиям. При этом было отмечено превышение прочности, что обеспечит повышение ресурса изделия в 1,5÷2 раза диска турбины авиационного двигателя, что соответствует требованиям к двигателю 5-го поколения.
Claims (7)
1. Способ изготовления заготовок из жаропрочных порошковых сплавов, включающий засыпку порошков в капсулу, утряску, горячее изотермическое прессование и жидкофазное спекание с выдержкой, охлаждением и горячей деформацией, отличающийся тем, что капсулу берут с соотношением высоты капсулы к ее диаметру до 2,5:1, а жидкофазное спекание проводят в интервале температур Ts-TL, где Ts - температура солидуса, a TL - температура ликвидуса, при этом выдержку при температуре жидкофазного спекания и последующее охлаждение заготовки проводят в прямой зависимости от ее массы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что горячую деформацию проводят в виде осадки, штамповки, изотермической раскатки либо совмещения осадки с изотермической раскаткой.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что устанавливают прямую зависимость выдержки от массы заготовки, например, при массе заготовки до 10-15 кг выдержка составляет 10-20 мин, причем с увеличением массы заготовки на каждые 20÷30 кг выдержку увеличивают на 5-8 мин.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что устанавливают прямую зависимость времени охлаждения заготовки от ее массы, например, при массе заготовки до 15 кг время ее охлаждения 1,5 ч, свыше 15 кг - 2,0 ч.
5. Способ по п.2, отличающийся тем, что осадку проводят в несколько, не более 5-ти, стадий, при этом в первой стадии осадки заготовку деформируют на величину, не более чем 15% ее толщины, и отжигают в течение 3-4 ч при 0,7-0,8 температуры плавления материала.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что при стадийной осадке и достижении 70% общей деформации заготовки ее отжигают в течение 3-4 ч при 0,7-0,8 температуры плавления материала.
7. Способ по п.2, отличающийся тем, что изотермическую раскатку проводят при частоте вращения заготовки 0,5-1,0 об/мин, скорости подачи инструмента 0,002-0,08 мм/с и температуре деформации 1040-1080°C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010148590/02A RU2449858C1 (ru) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | Способ производства заготовок из жаропрочных порошковых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010148590/02A RU2449858C1 (ru) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | Способ производства заготовок из жаропрочных порошковых сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2449858C1 true RU2449858C1 (ru) | 2012-05-10 |
Family
ID=46312210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010148590/02A RU2449858C1 (ru) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | Способ производства заготовок из жаропрочных порошковых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2449858C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0593736B1 (en) * | 1992-05-06 | 2001-03-14 | United Technologies Corporation | Heat treatment and repair of cobalt-base superalloy articles |
EP1411136B1 (en) * | 2001-07-24 | 2007-03-21 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | METHOD OF PREPARING A Ni-BASE SINTERED ALLOY |
RU2316413C1 (ru) * | 2006-04-13 | 2008-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Способ производства заготовок из порошковых сплавов |
RU2368682C1 (ru) * | 2008-04-08 | 2009-09-27 | Федеральное унитарное государственное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии имени И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | ЖАРОПРОЧНЫЙ ПОРОШКОВЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА NiAl И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ |
EP2224025A1 (en) * | 2009-02-13 | 2010-09-01 | DALMINE S.p.A. | Nickel-based superalloy |
-
2010
- 2010-11-30 RU RU2010148590/02A patent/RU2449858C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0593736B1 (en) * | 1992-05-06 | 2001-03-14 | United Technologies Corporation | Heat treatment and repair of cobalt-base superalloy articles |
EP1411136B1 (en) * | 2001-07-24 | 2007-03-21 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | METHOD OF PREPARING A Ni-BASE SINTERED ALLOY |
RU2316413C1 (ru) * | 2006-04-13 | 2008-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Способ производства заготовок из порошковых сплавов |
RU2368682C1 (ru) * | 2008-04-08 | 2009-09-27 | Федеральное унитарное государственное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии имени И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | ЖАРОПРОЧНЫЙ ПОРОШКОВЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА NiAl И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ |
EP2224025A1 (en) * | 2009-02-13 | 2010-09-01 | DALMINE S.p.A. | Nickel-based superalloy |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dilip et al. | A novel method to fabricate TiAl intermetallic alloy 3D parts using additive manufacturing | |
US20190309402A1 (en) | Aluminum alloy products having fine eutectic-type structures, and methods for making the same | |
JP2017122279A (ja) | チタン−アルミニウム基合金から成る部材の製造方法及び部材 | |
ES2698523T3 (es) | Procedimiento para producir un elemento de construcción a partir de un material compuesto con una matriz metálica y fases intermetálicas incorporadas | |
CN103205721B (zh) | 一种钛铝合金靶材的生产方法 | |
CN104736274B (zh) | 制造耐火金属构件 | |
US20200385845A1 (en) | Al-mg-si alloys for applications such as additive manufacturing | |
CN101818291B (zh) | 一种铝铜镁银系粉末冶金耐热铝合金及其制备方法 | |
CN104759830B (zh) | 生产性能增强的金属材料的方法 | |
JP2011122246A (ja) | ナノ構造化フェライト合金の加工処理方法並びに製品 | |
CN105397085B (zh) | 一种放电等离子烧结制备镍基粉末高温合金的方法 | |
CN108436074A (zh) | 钽钨合金箔材制备方法及钽钨合金箔材 | |
CN103160701A (zh) | 一种耐高温的Mo-Si-B合金的制备方法 | |
CN108251670B (zh) | 耐高温金属间化合物合金的制备方法 | |
RU2449858C1 (ru) | Способ производства заготовок из жаропрочных порошковых сплавов | |
Lagos et al. | Synthesis of γ-TiAl by thermal explosion+ compaction route: Effect of process parameters and post-combustion treatment on product microstructure | |
Tang et al. | Nickel base superalloy GH4049 prepared by powder metallurgy | |
CN101429607B (zh) | 特种颗粒增强高温合金及其制备方法 | |
JP6800482B2 (ja) | マグネシウム合金の製造方法 | |
RU2018139866A (ru) | Способ изготовления методом порошковой металлургии конструктивных элементов из титана или титановых сплавов | |
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 | |
Vodennikova et al. | Investigation of Mechanical Properties and Structure of Inconel 718 Alloy Obtained by Selective Laser Sintering from Powder Produced by'LPW'. | |
RU2624562C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ СИСТЕМЫ Nb-Al | |
RU2316413C1 (ru) | Способ производства заготовок из порошковых сплавов | |
CN110918976A (zh) | 一种NiAl基合金构件的成形方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20151109 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190802 |