RU2492025C1 - Method of producing monocrystalline articles from refractory nickel alloys with preset crystal-lattice orientation - Google Patents

Method of producing monocrystalline articles from refractory nickel alloys with preset crystal-lattice orientation Download PDF

Info

Publication number
RU2492025C1
RU2492025C1 RU2012111662/02A RU2012111662A RU2492025C1 RU 2492025 C1 RU2492025 C1 RU 2492025C1 RU 2012111662/02 A RU2012111662/02 A RU 2012111662/02A RU 2012111662 A RU2012111662 A RU 2012111662A RU 2492025 C1 RU2492025 C1 RU 2492025C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seed
orientation
crystal
crystallographic orientation
plane
Prior art date
Application number
RU2012111662/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Толорайя
Галина Алексеевна Остроухова
Игорь Николаевич Алешин
Original Assignee
Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
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 Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России), Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") filed Critical Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority to RU2012111662/02A priority Critical patent/RU2492025C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2492025C1 publication Critical patent/RU2492025C1/en

Links

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy. Proposed method comprises casting the monocrystal billet of arbitrary crystal-lattice orientation, its seeding to macrostructure, defining the billet orientation as the angle between its geometrical axis and the plane of selected crystal-lattice orientation, cutting the billet to seeds at obtained angle with cutting plate located parallel with selected crystal-lattice orientation plane. Seed end is seeded to macrostructure and marks are applied thereon that correspond to crystal-lattice orientations in the cutting plane. Said seed is placed in the mould seed seat so that seed end is located along article geometrical axis. Article crystal-lattice orientation is set by aligning the mark of definite orientation with the article geometrical axis.
EFFECT: stable process of making monocrystal articles with adequate structure.
1 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении монокристаллических изделий из никелевых жаропрочных сплавов с применением затравок заданной кристаллографической ориентации, например, при литье монокристаллических рабочих и сопловых лопаток авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) и газотурбинных стационарных установок (ГТУ).The invention relates to metallurgy and can be used to obtain single-crystal products from nickel refractory alloys using seeds of a given crystallographic orientation, for example, when casting single-crystal working and nozzle blades of aircraft gas turbine engines (GTE) and gas turbine stationary units (GTU).

Известен способ получения монокристаллических изделий из никелевых жаропрочных сплавов, в котором методом направленной кристаллизации получают монокристаллический пруток кристаллографической ориентации [001] длиной 20 см и диаметром 1,2 см. Пруток разрезают на части (затравки), травят для выявления дендритной структуры и определения кристаллографической ориентации методом Лауэ. Полученная затравка помещается в полость у основания формы для получения монокристаллической отливки с кристаллографической ориентацией [001], в верхней части которой имеется полость для кристаллизации второй затравки, используемой в следующей плавке. Расплавление затравки в процессе направленной кристаллизации строго контролируется. Первичная затравка получается методом отбора, в качестве кристаллоотборника применяется геликоид. Отклонение от кристаллографической ориентации получаемого монокристального изделия составляет 20°. Более точная ориентация достигается более точной ориентацией первичной затравки. (Патент США №4475582).There is a method of producing single-crystal products from heat-resistant nickel alloys, in which a crystallographic orientation [001] 20 cm long and 1.2 cm diameter monocrystalline rod is obtained by directional crystallization. The rod is cut into pieces (seeds), etched to reveal the dendritic structure and determine the crystallographic orientation Laue method. The resulting seed is placed in a cavity at the base of the mold to obtain a single crystal casting with a crystallographic orientation [001], in the upper part of which there is a cavity for crystallization of the second seed used in the next heat. The melting of the seed during directional crystallization is strictly controlled. The primary seed is obtained by the selection method, a helicoid is used as a crystal sampler. The deviation from the crystallographic orientation of the resulting single crystal product is 20 °. A more accurate orientation is achieved by a more accurate orientation of the primary seed. (U.S. Patent No. 4,475,582).

Известен способ получения монокристаллических изделий, в котором одновременно с отливкой монокристаллического изделия кристаллографической ориентации [001] получают затравку той же ориентации в одной литейной форме. В основание литейной формы устанавливается стартовая затравка, в форму производится заливка металла, который направленно кристаллизуют таким образом, что получаемые затравки имеют ту же кристаллографическую ориентацию, что и изделие. Получаемые затравки отрезаются от изделия и используются в качестве стартовых. (Патент США №7779889).A known method for producing single crystal products, in which simultaneously with the casting of a single crystal product of crystallographic orientation [001] receive the seed of the same orientation in the same mold. A starting seed is installed in the mold base, a metal is poured into the mold, which is crystallized in a directional manner so that the resulting seeds have the same crystallographic orientation as the product. The resulting seeds are cut from the product and used as starting. (US Patent No. 7799889).

Недостатком известных способов является то, что их осуществляют в несколько этапов: сначала получают первичную (стартовую, маточную) затравку, затем методом направленной кристаллизации получают затравки с тем же отклонением от кристаллографической ориентации, то есть отливают монокристаллические затравки произвольной ориентации методом отбора одного кристалла из множества, затем наиболее близкую к заданной ориентации затравку используют в качестве маточной для получения методом направленной кристаллизации затравок заданной ориентации, которые используют для получения монокристаллических изделий заданной ориентации.A disadvantage of the known methods is that they are carried out in several stages: first, primary (starting, uterine) seed is obtained, then seed crystals with the same deviation from the crystallographic orientation are obtained by directional crystallization, that is, single-crystal seeds of arbitrary orientation are cast by selecting one crystal from a variety , then the seed that is closest to the specified orientation is used as a mother seed to obtain a specified orientation by the method of directed crystallization of seeds ation which is used to produce single crystal articles predetermined orientation.

Точность кристаллографической ориентации получаемых затравок 10°, что не достаточно при современных требованиях к точности заданной кристаллографической ориентации монокристаллических изделий. К тому же кристаллографическая ориентация монокристаллической отливке передается от монокристаллической затравки путем частичного расплавления затравки заливаемым в форму расплавленным металлом, тем же, что и металл затравки, перемешиванием расплавленных металлов отливки и затравки, и ростом оставшегося в твердом состоянии монокристалла части затравки при последующей направленной кристаллизации. При этом, чем меньше длина затравки, тем труднее не расплавить ее полностью при осуществлении процесса направленной кристаллизации.The accuracy of the crystallographic orientation of the resulting seeds is 10 °, which is not enough with current requirements for the accuracy of the given crystallographic orientation of single-crystal products. In addition, the crystallographic orientation of the single-crystal casting is transferred from the single-crystal seed by partial melting of the seed by the molten metal poured into the mold, the same as the seed metal, by mixing the molten metal of the casting and seed, and the growth of the remaining part of the seed in the solid state of the seed during subsequent directed crystallization. Moreover, the shorter the length of the seed, the more difficult it is not to completely melt it during the process of directed crystallization.

Известен также способ получения монокристаллических изделий с заданной кристаллографической ориентацией с использованием затравки из тугоплавкого сплава (сплава с температурой плавления выше температуры плавления сплава отливки). Применение тугоплавкой затравки из сплава системы никель-вольфрам, имеющего такую же кристаллическую гранецентрированную кубическую (ГЦК) решетку, что и сплав отливки, и температуру плавления много выше температуры плавления жаропрочного никелевого сплава позволяет стабилизировать процесс литья монокристаллических изделий из никелевых жаропрочных сплавов. (А.с. 839153).There is also a method of producing single-crystal products with a given crystallographic orientation using seed from a refractory alloy (alloy with a melting point above the melting temperature of the casting alloy). The use of refractory seed from an alloy of a nickel-tungsten system having the same crystal face-centered cubic (fcc) lattice as the casting alloy, and the melting point is much higher than the melting temperature of heat-resistant nickel alloy, allows to stabilize the casting process of single-crystal products from heat-resistant nickel alloys. (A.S. 839153).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому и принятому за прототип, является способ получения монокристаллических изделий из никелевых жаропрочных сплавов с заданной кристаллографической ориентацией, включающий отливку монокристаллической заготовки направленной кристаллизацией, травление заготовки на макроструктуру, резку, травление затравок на макроструктуру и определение ориентации, в котором монокристаллическую заготовку отливают с произвольной кристаллографической ориентацией, определяют положение плоскости с заданной кристаллографической ориентацией, составляющей максимальный угол с осью заготовки, отмечают след этой плоскости на торце заготовки, после чего проводят резку заготовки под найденным углом с расположением плоскости резания параллельно указанному положению плоскости с заданной кристаллографической ориентацией, полученную затравку помещают в затравочный карман литейной формы для получения монокристаллического изделия. (Патент РФ №1822375).The closest in technical essence to the claimed and adopted as a prototype, is a method for producing single-crystal products from nickel heat-resistant alloys with a given crystallographic orientation, including casting a single-crystal workpiece by directional crystallization, etching the workpiece onto a macrostructure, cutting, etching the seeds onto a macrostructure and determining the orientation in which single-crystal workpiece is cast with an arbitrary crystallographic orientation, determine the position of the plane with for a given crystallographic orientation, which is the maximum angle with the axis of the workpiece, mark the trace of this plane at the end face of the workpiece, then cut the workpiece at a found angle with the plane of the cutting parallel to the specified position of the plane with a given crystallographic orientation, the resulting seed is placed in the seed pocket of the mold to obtain single-crystal products. (RF patent No. 1822375).

В способе-прототипе затравки из тугоплавкого сплава (Ni - 30% W) вырезают из затравочной заготовки произвольной ориентации под углом, определенным на дифрактометре ДРОН-3, как угол наклона плоскости заданной кристаллографической ориентации к оси затравочной заготовки, при этом точность кристаллографической ориентации составляет 1,5° - 2,0°. Кристаллографическая ориентация монокристаллическому изделию передается от затравки заданной кристаллографической ориентации за счет смачивания и растворения торца затравки расплавом отливки.In the prototype method, seeds from a refractory alloy (Ni - 30% W) are cut from a seed blank of arbitrary orientation at an angle determined on a DRON-3 diffractometer as the angle of inclination of the plane of a given crystallographic orientation to the axis of the seed blank, while the accuracy of the crystallographic orientation is 1 , 5 ° - 2.0 °. The crystallographic orientation of the monocrystalline product is transmitted from the seed to the specified crystallographic orientation due to the wetting and dissolution of the end face of the seed by the casting melt.

Недостатком способа-прототипа является то, что затравку определенной кристаллографической ориентации можно использовать для получения монокристаллического изделия только этой ориентации. При смене кристаллографической ориентации изделия на иную требуется другая затравка, т.е. все технологические операции следует повторить от самого начала до получения затравки с заданной кристаллографической ориентацией, что требует времени, трудозатрат и дополнительных материалов для отливки новых затравок. Кроме того, поскольку передающей кристаллографическую ориентацию является плоскость торца затравки, очень важно, чтобы место контакта затравка-расплав отливки, до заливки металла оставалось чистым и свободным от окислов, выделяемых из керамики форм в процессе осуществления плавки, которые ухудшают смачивание и растворение затравки и препятствуют прорастанию монокристалла.The disadvantage of the prototype method is that the seed of a certain crystallographic orientation can be used to obtain a single crystal product of only this orientation. When changing the crystallographic orientation of the product to another, another seed is required, i.e. all technological operations should be repeated from the very beginning until the seed is obtained with a given crystallographic orientation, which requires time, labor and additional materials for casting new seeds. In addition, since the plane of the end face is conveying the crystallographic orientation, it is very important that the contact point between the seed and the melt of the casting remains clean and free from oxides released from the ceramic molds during the smelting process, which impair the wetting and dissolution of the seed and prevent single crystal sprouting.

Технической задачей изобретения является создание способа получения монокристаллических изделий из никелевых жаропрочных сплавов с заданной кристаллографической ориентацией, снижающего трудоемкость, металлоемкость и повышающего стабильность технологического процесса.An object of the invention is to provide a method for producing single-crystal products from nickel refractory alloys with a given crystallographic orientation, which reduces the complexity, metal consumption and increases the stability of the process.

Для достижения поставленной технической задачи предложен способ получения монокристаллических изделий из никелевых жаропрочных сплавов с заданной кристаллографической ориентацией, включающий отливку монокристаллической заготовки затравки произвольной кристаллографической ориентации, травление заготовки на макроструктуру, определение ориентации заготовки как угла между геометрической осью заготовки и плоскостью выбранной кристаллографической ориентации, резку заготовки на затравки под найденным углом с расположением плоскости реза параллельно плоскости выбранной кристаллографической ориентации, травление торцов затравок для выявления макроструктуры, установку затравки в затравочный карман литейной формы для получения монокристаллических изделий, отличающийся тем, что на торец затравки наносят риски, соответствующие кристаллографическим ориентациям лежащим в плоскости реза, и устанавливают ее в затравочный карман литейной формы таким образом, чтобы торец затравки был расположен вдоль геометрической оси изделия, а кристаллографическую ориентацию изделия задают совмещением риски заданной кристаллографической ориентации с геометрической осью изделия.To achieve the technical task, a method is proposed for producing single-crystal products from heat-resistant nickel alloys with a given crystallographic orientation, including casting a single-crystal blank of a seed of arbitrary crystallographic orientation, etching a blank on a macrostructure, determining the orientation of the blank as the angle between the geometric axis of the blank and the plane of the selected crystallographic orientation, cutting the blank to seeds at a found angle with the location of the planes and cutting parallel to the plane of the chosen crystallographic orientation, etching the ends of the seeds to identify the macrostructure, placing the seeds in the seed pocket of the mold to obtain single-crystal products, characterized in that the risks are applied to the end face of the seed, which correspond to the crystallographic orientations lying in the cutting plane, and set it in the seed a mold pocket so that the end face of the seed is located along the geometric axis of the product, and the crystallographic orientation is from The lines are set by combining the risks of a given crystallographic orientation with the geometric axis of the product.

Способ поясняется фиг.1. На фиг.1 показано монокристаллическое изделие 1 полученное с помощью затравки 2, на которую предварительно были нанесены риски 3 соответствующие кристаллографическим ориентациям, лежащим в плоскости торца 4 затравки с выбранной кристаллографической ориентацией.The method is illustrated in figure 1. Figure 1 shows a single-crystal product 1 obtained using a seed 2, on which the risks 3 corresponding to crystallographic orientations lying in the plane of the end face 4 of the seed with the selected crystallographic orientation were previously applied.

Пример осуществленияImplementation example

Предлагаемый способ осуществляли при изготовлении монокристаллических отливок цилиндрической формы заданной кристаллографической ориентации из никелевых жаропрочных сплавов. Использовали затравки кристаллографической ориентации [011] из сплава Ni - 30% W с нанесенными на торец рисками соответствующими кристаллографическим ориентациям [001], [111], [112], [ОН]. Способ включал следующую последовательность операций:The proposed method was carried out in the manufacture of single-crystal castings of a cylindrical shape of a given crystallographic orientation from nickel heat-resistant alloys. The seeds of the crystallographic orientation [011] of the Ni - 30% W alloy with the risks applied to the end face corresponding to the crystallographic orientations [001], [111], [112], [OH] were used. The method included the following sequence of operations:

1. Монокристаллические заготовки затравок произвольной ориентации отливали методом направленной кристаллизации на установке УВНК-9. Заготовки диаметром 6 мм и длиной 100 мм собирали в блоки по 18 штук по два блока в каждой плавке. Каждую заготовку травили в смеси плавиковой и азотной кислоты для выявления макроструктуры.1. Single-crystal blanks of seeds of arbitrary orientation were cast by directional crystallization using the UVNK-9 apparatus. Billets with a diameter of 6 mm and a length of 100 mm were collected in blocks of 18 pieces, two blocks in each heat. Each preform was etched in a mixture of hydrofluoric and nitric acid to reveal a macrostructure.

2. Монокристаллические заготовки размечали под вырезку на рентгеновском дифрактометре ДРОН-3 путем определения ориентации заготовки как угла между геометрической осью заготовки и плоскостью выбранной кристаллографической ориентации, для этого вывели в отражающее положение плоскость заданной кристаллографической ориентации [011], (угол 0-37°) и определили угол отклонения нормали к этой плоскости от оси заготовки. На торце заготовки отметили направление следа этой плоскости.2. Monocrystalline preforms were marked for cutting on a DRON-3 X-ray diffractometer by determining the orientation of the preform as the angle between the geometrical axis of the preform and the plane of the chosen crystallographic orientation, for this, the plane of the given crystallographic orientation was brought into the reflecting position [011], (angle 0-37 °) and determined the angle of deviation of the normal to this plane from the axis of the workpiece. At the end of the workpiece, the direction of the trace of this plane was noted.

3. Резку заготовок на затравки проводили на отрезном станке с поворотным лимбом с помощью абразивного диска (толщиной 0,8-1,0 мм). Толщина затравок составляла 4-6 мм. Затем затравки травили на макроструктуру для выявления дендритов на их торце. Как показал выборочный рентгеновский контроль, ориентация затравок отклонялась от [011] в пределах 1,5-2°.3. The cutting of blanks for seeds was carried out on a cutting machine with a rotary dial using an abrasive disk (0.8-1.0 mm thick). The thickness of the seeds was 4-6 mm Then the seeds were etched onto a macrostructure to detect dendrites at their end. As shown by selective x-ray control, the orientation of the seeds deviated from [011] in the range of 1.5-2 °.

4. Затем затравки отправляли на повторный рентгеновский контроль на дифрактометр ДРОН-3. При этом путем вывода в отражающее положение плоскостей {001}, {012}, {011}, {113} определялись следы этих плоскостей на поверхности торца, соответствующие кристаллографическим ориентациям <001>, <111>, <112>, <011>, которые и отмечались на торце маркерами разных цветов. Аналогичную разметку можно проводить металлографическим методом по следам травления, выявляющим дендритную структуру на торце затравки.4. Then the seeds were sent for repeated x-ray control on a DRON-3 diffractometer. In this case, traces of these planes on the end surface corresponding to the crystallographic orientations <001>, <111>, <112>, <011> were determined by placing the {001}, {012}, {011}, {113} planes in the reflective position, which were marked at the end with markers of different colors. A similar marking can be carried out by the metallographic method following traces of etching, revealing a dendritic structure at the end face of the seed.

5. Размеченные таким образом затравки использовали для получения монокристаллических отливок из двух никелевых жаропрочных сплавов ВЖМ5У и ВЖМ4. Для этого по стандартной технологии были изготовлены четыре литейные керамические формы для получения отливок цилиндрической формы диаметром 16 мм и длиной 180 мм, по 9 отливок в одной форме, с затравочным карманом, позволяющим устанавливать затравку вертикально, т.е. таким образом, чтобы торец затравки располагался вдоль геометрической оси отливки.5. The seeds thus marked were used to obtain single-crystal castings from two nickel heat-resistant alloys VZHM5U and VZHM4. For this purpose, four ceramic casting molds were made using standard technology to produce castings of a cylindrical shape with a diameter of 16 mm and a length of 180 mm, 9 castings in one mold, with a seed pocket, allowing the seed to be installed vertically, i.e. so that the end face of the seed is located along the geometric axis of the casting.

В первой форме девять затравок были установлены таким образом, что красная линия на торце затравки, соответствующая при разметке кристаллографической ориентации [001], совмещалась с геометрической осью отливки.In the first form, nine seeds were set in such a way that the red line at the end of the seed corresponding to the crystallographic orientation [001] was aligned with the geometrical axis of the casting.

Во второй форме девять затравок были установлены таким образом, что синяя линия на торце затравки, соответствующая при разметке кристаллографической ориентации [112], совмещалась с геометрической осью отливки.In the second form, nine seeds were set in such a way that the blue line at the end of the seed corresponding to the crystallographic orientation [112] was aligned with the geometrical axis of the casting.

В третьей форме девять затравок были установлены таким образом, что черная линия на торце затравки, соответствующая при разметке кристаллографической ориентации [111], совмещалась с геометрической осью отливки.In the third form, nine seeds were set in such a way that the black line at the end of the seed corresponding to the crystallographic orientation [111] was aligned with the geometric axis of the casting.

В четвертой форме девять затравок были установлены таким образом, что зеленая линия на торце затравки, соответствующая при разметке кристаллографической ориентации [011], совмещалась с геометрической осью отливки.In the fourth form, nine seeds were set so that the green line at the end of the seed corresponding to the crystallographic orientation [011] was aligned with the geometrical axis of the casting.

6. Литейные формы заливали на установке УВНК-9 по две на одну заливку выбранного сплава: первая и вторая формы заливались сплавом ВЖМ5У, третья и четвертая формы сплавом ВЖМ4. Полученные отливки подвергали травлению с целью выявления структуры. Из залитых тридцати шести отливок тридцать четыре имели монокристаллическую структуру заданной кристаллографической ориентации.6. The molds were poured on the UVNK-9 unit, two per one casting of the selected alloy: the first and second forms were poured with VZHM5U alloy, the third and fourth forms with VZHM4 alloy. The resulting castings were etched to reveal patterns. Of the thirty-six castings cast, thirty-four had a single-crystal structure of a given crystallographic orientation.

Выход годных по структуре монокристаллических изделий заданной кристаллографической ориентации составил 95%.The yield of single-crystal products of a given crystallographic orientation suitable for the structure was 95%.

Кроме того, поскольку плоскость затравки, передающая кристаллографическую ориентацию, располагается вдоль геометрической оси изделия, то при осуществлении процесса плавки место контакта затравка - отливка свободно от оседания окислов, выделяемых из керамики форм и препятствующих прорастанию монокристалла, что также повысит выход годных по структуре монокристаллических изделий и упростит технологический процесс.In addition, since the seed plane conveying the crystallographic orientation is located along the geometrical axis of the product, during the melting process, the seed contact point is casting free from the deposition of oxides released from ceramic molds and preventing the growth of single crystals, which will also increase the yield of single-crystal products with a structure and simplify the process.

Одновременно, в тех же условиях, для получения монокристаллических изделий кристаллографических ориентации [001], [111], [112], [011], был осуществлен способ-прототип. Для этого действия по п.п. 2, 3 и 5 повторяли четыре раза для получения затравок с кристаллографической ориентацией [001], [111], [112], [011] соответственно; действия по п.1 повторяли дважды из-за отсутствия в первой плавке таких монокристаллов произвольной ориентации, из которых возможно вырезать нужную ориентацию. Было собрано четыре литейных керамических формы с затравочным карманом для горизонтального расположения торца затравки и экранирующим место контакта расплав-затравка от налета. После заливки форм по п.6, полученные отливки подвергали травлению с целью выявления структуры. Из залитых тридцати шести отливок тридцать две имели монокристаллическую структуру заданной кристаллографической ориентации.At the same time, under the same conditions, to obtain single crystal products of crystallographic orientation [001], [111], [112], [011], a prototype method was implemented. For this step 2, 3 and 5 were repeated four times to obtain seeds with a crystallographic orientation of [001], [111], [112], [011] respectively; The actions according to claim 1 were repeated twice due to the absence in the first melting of such single crystals of arbitrary orientation, from which it is possible to cut the desired orientation. Four casting ceramic molds with a seed pocket for horizontal location of the end face of the seed and screening the contact point of the melt-seed from plaque were assembled. After pouring the molds according to claim 6, the obtained castings were etched in order to identify the structure. Of the thirty-six castings cast, thirty-two had a single-crystal structure of a given crystallographic orientation.

Выход годных по структуре монокристаллических изделий заданной кристаллографической ориентации составил 90%.The yield of single-crystal products with a predetermined crystallographic orientation in structure was 90%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет использовать затравки, полученные из одной затравочной заготовки произвольной ориентации, для получения монокристаллических изделий разных кристаллографических ориентации с точностью 1,5-2°, т.е. за счет использования универсальной затравки возможно получение монокристаллических изделий разных кристаллографических ориентации с высокой степенью точности.Thus, the proposed method allows the use of seeds obtained from one seed blank of arbitrary orientation to obtain single-crystal products of different crystallographic orientations with an accuracy of 1.5-2 °, i.e. due to the use of universal seed, it is possible to obtain single-crystal products of different crystallographic orientations with a high degree of accuracy.

Применение предлагаемого способа получения монокристаллических изделий из никелевых жаропрочных сплавов с заданной кристаллографической ориентацией, позволит снизить трудоемкость и металлоемкость процесса монокристаллического литья в 2-2,5 раза и приведет к повышению стабильности процесса.The application of the proposed method for producing single-crystal products from nickel refractory alloys with a given crystallographic orientation will reduce the complexity and metal consumption of the single-crystal casting process by 2-2.5 times and will increase the stability of the process.

Claims (1)

Способ получения монокристаллических изделий из никелевых жаропрочных сплавов с заданной кристаллографической ориентацией, включающий отливку монокристаллической заготовки затравки произвольной кристаллографической ориентации, травление заготовки для выявления макроструктуры, определение ориентации заготовки как угла между геометрической осью заготовки и плоскостью выбранной кристаллографической ориентации, резку заготовки на затравки под найденным углом с расположением плоскости реза параллельно плоскости выбранной кристаллографической ориентации, травление торцов затравок для выявления макроструктуры, установку затравки в затравочный карман литейной формы для получения монокристаллических изделий, отличающийся тем, что на торец затравки наносят риски, соответствующие кристаллографическим ориентациям, лежащим в плоскости реза, и устанавливают ее в затравочный карман литейной формы таким образом, чтобы торец затравки был расположен вдоль геометрической оси изделия, а кристаллографическую ориентацию изделия задают совмещением риски заданной кристаллографической ориентации с геометрической осью изделия. A method for producing single-crystal products from heat-resistant nickel alloys with a given crystallographic orientation, including casting a single-crystal blank of a seed of arbitrary crystallographic orientation, etching a blank to identify the macrostructure, determining the orientation of the blank as the angle between the geometric axis of the blank and the plane of the selected crystallographic orientation, cutting the blank at the seed at a found angle with the location of the cutting plane parallel to the plane of the selected crista orientation, the etching of the ends of the seeds to identify the macrostructure, the installation of the seed in the seed pocket of the mold to obtain single-crystal products, characterized in that the risks are applied to the end face of the seed, corresponding to the crystallographic orientations lying in the cutting plane, and placed in the seed pocket of the mold so so that the end face of the seed is located along the geometric axis of the product, and the crystallographic orientation of the product is set by combining the risks of a given crystal ograficheskoy orientation with product geometry axis.
RU2012111662/02A 2012-03-27 2012-03-27 Method of producing monocrystalline articles from refractory nickel alloys with preset crystal-lattice orientation RU2492025C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111662/02A RU2492025C1 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Method of producing monocrystalline articles from refractory nickel alloys with preset crystal-lattice orientation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111662/02A RU2492025C1 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Method of producing monocrystalline articles from refractory nickel alloys with preset crystal-lattice orientation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2492025C1 true RU2492025C1 (en) 2013-09-10

Family

ID=49164818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012111662/02A RU2492025C1 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Method of producing monocrystalline articles from refractory nickel alloys with preset crystal-lattice orientation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2492025C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602584C1 (en) * 2015-05-28 2016-11-20 Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") Method of single-crystal stubs production
CN114606563A (en) * 2022-03-05 2022-06-10 湘潭大学 Method for preparing single crystal superalloy by seed crystal capable of being used universally and reused
CN114618993A (en) * 2022-03-05 2022-06-14 湘潭大学 Method for preparing single crystal high-temperature alloy by using cooling plate with holes to assist <001> oriented seed crystals

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4475582A (en) * 1982-01-27 1984-10-09 United Technologies Corporation Casting a metal single crystal article using a seed crystal and a helix
SU839153A1 (en) * 1980-01-16 2000-07-27 Д.А. Петров METHOD FOR MAKING CASTINGS FROM HEAT-RESISTANT ALLOYS WITH A DIRECTED AND SINGLE CRYSTAL STRUCTURE
JP2003313089A (en) * 2002-04-19 2003-11-06 Komatsu Electronic Metals Co Ltd Method for manufacturing single crystal silicon and single crystal silicon wafer, seed crystal for manufacturing single crystal silicon, single crystal silicon ingot, and single crystal silicon wafer
RU2329120C1 (en) * 2007-02-21 2008-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") Method of producing single crystal cast of turbine working blade of gas turbine engine with specified axial and azimuthal orientation of alloy
JP2009269776A (en) * 2008-05-01 2009-11-19 Bridgestone Corp Apparatus and method for growing single crystal
RU2422564C2 (en) * 2006-08-29 2011-06-27 Снекма Procedure for production of mono-crystal nuclei simultaneous with mono-crystal part casting

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU839153A1 (en) * 1980-01-16 2000-07-27 Д.А. Петров METHOD FOR MAKING CASTINGS FROM HEAT-RESISTANT ALLOYS WITH A DIRECTED AND SINGLE CRYSTAL STRUCTURE
US4475582A (en) * 1982-01-27 1984-10-09 United Technologies Corporation Casting a metal single crystal article using a seed crystal and a helix
JP2003313089A (en) * 2002-04-19 2003-11-06 Komatsu Electronic Metals Co Ltd Method for manufacturing single crystal silicon and single crystal silicon wafer, seed crystal for manufacturing single crystal silicon, single crystal silicon ingot, and single crystal silicon wafer
RU2422564C2 (en) * 2006-08-29 2011-06-27 Снекма Procedure for production of mono-crystal nuclei simultaneous with mono-crystal part casting
RU2329120C1 (en) * 2007-02-21 2008-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") Method of producing single crystal cast of turbine working blade of gas turbine engine with specified axial and azimuthal orientation of alloy
JP2009269776A (en) * 2008-05-01 2009-11-19 Bridgestone Corp Apparatus and method for growing single crystal

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602584C1 (en) * 2015-05-28 2016-11-20 Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") Method of single-crystal stubs production
CN114606563A (en) * 2022-03-05 2022-06-10 湘潭大学 Method for preparing single crystal superalloy by seed crystal capable of being used universally and reused
CN114618993A (en) * 2022-03-05 2022-06-14 湘潭大学 Method for preparing single crystal high-temperature alloy by using cooling plate with holes to assist <001> oriented seed crystals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107745093B (en) Fine casting module and casting method for preparing nickel-based single crystal guide vane with precisely controllable crystal orientation by utilizing fine casting module
CN108624959B (en) Method for preparing single crystal superalloy using solution treated seed crystal
RU2490088C2 (en) Method of making blades with directional crystallisation
CN109317616B (en) Preparation method of seed crystal for three-dimensional orientation precisely-controllable high-temperature alloy single crystal blade
RU2647422C2 (en) Shell-shaped form having a thermal protection screen
CN109513881A (en) A kind of casting method for the single crystal super alloy blade that smart can control three-dimensional crystal orientation
CN206912221U (en) A kind of directional solidification furnace gas cooling device
US9144842B2 (en) Unidirectional solidification process and apparatus and single-crystal seed therefor
RU2492025C1 (en) Method of producing monocrystalline articles from refractory nickel alloys with preset crystal-lattice orientation
RU2007132629A (en) METHOD FOR MANUFACTURING MONOCRYSTALLINE EMBODIES SIMULTANEOUS WITH CASTING OF MONOCRYSTAL DETAILS
CN101255604A (en) Method for preparing Ni based single-crystal high-temperature alloy by employing seed crystal
US10421121B2 (en) Method of manufacturing Ni alloy casting and Ni alloy casting
CN111216258B (en) Method for preparing cast single crystal high-temperature alloy seed crystal by cutting
JPH03352B2 (en)
CN109351951B (en) Process method for reducing loosening defect of single crystal blade platform
CN101255606A (en) Method for preparing Ni based single-crystal refractory alloy by employing combination of seed crystal method and screw selecting method
EP0059549B1 (en) Method of casting an article
RU2532621C1 (en) Device for casting of turbine blade with monocrystalline structure
JPH0120951B2 (en)
US9555471B2 (en) Casting method and cast article
JPH0569079B2 (en)
CN114369874A (en) Method for preparing alloy sample with controllable secondary orientation through 3D printing wax mold
RU1822375C (en) Method for production of seeds for casting monocrystallic articles of heat-resistant nickel alloys
RU2285580C2 (en) Apparatus for producing cast products by directional crystallization
RU2602584C1 (en) Method of single-crystal stubs production

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20170130