RU2516267C1 - Способ получения изделий из сложнолегированных порошковых жаропрочных никелевых сплавов - Google Patents
Способ получения изделий из сложнолегированных порошковых жаропрочных никелевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516267C1 RU2516267C1 RU2012156313/02A RU2012156313A RU2516267C1 RU 2516267 C1 RU2516267 C1 RU 2516267C1 RU 2012156313/02 A RU2012156313/02 A RU 2012156313/02A RU 2012156313 A RU2012156313 A RU 2012156313A RU 2516267 C1 RU2516267 C1 RU 2516267C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granules
- carried out
- heat
- sealing
- alloys
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии жаропрочных никелевых сплавов. Может использоваться в газотурбинных двигателях (ГТД) для изготовления тяжелонагруженных деталей, работающих при повышенных температурах. Гранулы крупностью менее 100 мкм получают методом плазменной плавки и центробежного распыления вращающейся литой заготовки при скорости вращения более 15000 об/мин. Дегазацию гранул проводят в движущемся потоке при массовой подаче 10-50 кг/ч с одновременным заполнением, виброуплотнением и герметизацией капсул. Горячее изостатическое прессование и закалку проводят в течение 2-8 часов в однофазной области на 2-30°C выше температуры сольвуса, скорость охлаждения при закалке поддерживают выше 25°C/мин. Старение проводят в две стадии: для высокожаропрочных сплавов - при 850-890°C и 740-780°C, а для высокопрочных - при 800-760°C и 680-720°C. Повышается ресурс и надежность изделий, работающих в условиях жесткого нагружения в ГТД, за счет более высоких характеристик прочности, жаропрочности и трещиностойкости при рабочих температурах. 1 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к порошковой металлургии жаропрочных никелевых сплавов, и может быть использовано в газотурбинных двигателях для изготовления тяжелонагруженных деталей, работающих при повышенных температурах.
Известны способы (патенты РФ №2371512 и №2285736) получения изделий из сложнолегированных жаропрочных никелевых сплавов, основанные на многостадийных операциях отжига и деформации слитка и последующей термической обработке при температуре ниже температуры полного растворения γ'-фазы (сольвуса).
Общим недостатком этих способов является то, что из-за неоднородности слитка и проведения термической обработки ниже сольвуса изделия имеют низкий и неоднородный по сечению уровень всех механических свойств, особенно длительной прочности (жаропрочности).
Известен способ получения заготовок из порошков сложнолегированных жаропрочных никелевых сплавов. Способ заключается в получении порошков, их последующей классификации, дегазации и герметизации в контейнере, который подвергают горячему изостатическому прессованию (ГИП) и последующей термической обработке (патент WO 9100159 - прототип).
Недостатком этого способа является то, что получение порошков методом газоструйного распыления расплава, дегазация порошков в контейнере и проведение ГИП при высокой температуре, выше солидуса сплава, приводит к формированию остаточной газовой пористости и литой структуры, а также к существенному росту зерна и в результате этого к значительному снижению прочности, жаропрочности и трещиностойкости.
С целью устранения указанных недостатков предлагается способ получения изделия из сложнолегированных жаропрочных никелевых сплавов, включающий получение порошков (гранул), их классификацию, дегазацию, герметизацию, ГИП и термическую обработку полученного материала.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что используют гранулы крупностью менее 100 мкм, гранулы получают методом плазменной плавки и центробежного распыления вращающейся литой заготовки при скорости вращения более 15000 об/мин, дегазацию гранул проводят в движущемся потоке при массовой подаче 10-50 кг/ч с одновременным заполнением, виброуплотнением и герметизацией капсул, ГИП и закалку проводят в течение 2-8 часов в однофазной области на 2-30°C выше температуры сольвуса, скорость охлаждения при закалке поддерживают выше 25°C/мин и старение проводят в две стадии: для высокожаропрочных сплавов (типа ВВ750П) при температурах 850-890°C и 740-780°C, а для высокопрочных (типа ВВ751П) при температурах 800-760°C и 680-720°C.
Технический результат - более высокие значения прочности, жаропрочности и трещиностойкости при рабочих температурах, и, как следствие, повышение рабочей температуры, увеличение ресурса и надежности деталей, работающих в условиях жесткого нагружения.
Это достигается тем, что получение гранул распылением вращающейся со скоростью более 15000 об/мин заготовки и дегазация гранул в движущемся потоке с одновременным заполнением и герметизацией капсул исключает образование остаточной газовой пористости, а использование гранул мелкой фракции менее 100 мкм и применение ГИП и закалки в однофазной области на 2-30°C выше температуры сольвуса позволяет сформировать в сложнолегированных сплавах однородное рекристаллизованное зерно размером 15-40 мкм. Кроме того, высокие скорости охлаждения при закалке выше 25°C/мин и две ступени старения формируют мелкие равномерно распределенные частицы упрочняющей γ'-фазы размером 0,15-0,30 мкм.
Отсутствие остаточной газовой пористости, мелкое рекристаллизованное зерно и мелкие выделения упрочняющей γ'-фазы обеспечивают получение высоких характеристик прочности, жаропрочности и трещиностойкости. Все это увеличивает ресурс и надежность детали, позволяет повысить рабочую температуру турбины и тем самым повысить ее КПД.
Предлагаемым способом из гранул двух сложнолегированных жаропрочных никелевых сплавов: ВВ750П (высокожаропрочный) и ВВ751П (высокопрочный) были изготовлены заготовки дисков газотурбинного двигателя.
Для осуществления изобретения гранулы фракции 1000 мкм, полученные методом плазменной плавки и центробежного распыления вращающейся литой заготовки при скорости вращения 17000 об/мин, дегазировали в движущемся потоке при массовой подаче 35 кг/ч с одновременным заполнением, виброуплотнением и герметизацией капсул.
Капсулы с гранулами подвергали горячему изостатическому прессованию по следующим режимам:
для сплава ВВ750П - при температуре 1210°C, что на 5°C выше сольвуса, в течение 4 часов;
для сплава ВВ751П - при температуре 1195°C, что на 10°C выше сольвуса, в течение 2 часов.
Далее компактированные заготовки подвергали термической обработке по следующим режимам:
для сплава ВВ750П - закалка при температуре 1215°C, что на 10°C выше сольвуса, выдержка 8 часов, охлаждение со скоростью 30°C/мин и две стадии старения при температурах 870°C и 760°C в течение 16 часов;
для сплава ВВ751П - закалка при температуре 1190°C, что на 5°C выше сольвуса, выдержка 4 часа, охлаждение со скоростью 37°C/мин и две стадии старения при температурах 760°C и 700°C в течение 16 часов.
По способу-прототипу также были изготовлены аналогичные заготовки дисков из гранул сплава ВВ750П и ВВ751П.
Результаты испытаний механических свойств заготовок при температуре 650°C, изготовленных предлагаемым способом и способом-прототипом, проведенных по стандартным методикам испытания, представлены в таблице 1.
Таблица 1 | |||||
Сплав | Способ | Механические свойства при 650°C | |||
Предел | Предел | Длительная | Скорость | ||
прочности, | теку- | прочность на | распространения | ||
σB | чести, | базе 100 | усталостной | ||
σ0,2 | ч., (жаро- | трещины (СРТУ) | |||
прочность), | при | ||||
σ100 | ΔK=31 МПа·м1/2 | ||||
МПа | м/цикл | ||||
ВВ750П | предла- | 1390 | 1021 | 1098 | 1,6·10-7 |
гаемый | |||||
прототип | 1276 | 911 | 971 | 6,3·10-7 | |
ВВ751П | предла- | 1525 | 1092 | 1084 | 3·10-7 |
гаемый | |||||
прототип | 1320 | 963 | 957 | 1,1·10-6 |
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает на заготовках дисков из сложнолегированных сплавов при рабочей температуре 650°C получение предела прочности и предела текучести на 9-15%, а жаропрочности на 12-14% выше по сравнению с прототипом при более низкой в 3-4 раза скорости распространения усталостной трещины.
В результате этого применение предлагаемого способа для изготовления дисков, валов и других деталей газотурбинных двигателей позволит повысить ресурс в 1,2-1,4 раза и рабочую температуру не менее чем на 40°C, что обеспечит более высокий КПД турбины.
Claims (1)
- Способ получения изделий из сложнолегированных жаропрочных никелевых сплавов, включающий получение гранул, их классификацию, дегазацию, герметизацию, горячее изостатическое прессование (ГИП) и термическую обработку, отличающийся тем, что гранулы крупностью менее 100 мкм получают методом плазменной плавки и центробежного распыления вращающейся литой заготовки при скорости вращения более 15000 об/мин, дегазацию гранул проводят в движущемся потоке при массовой подаче 10-50 кг/ч с одновременным заполнением, виброуплотнением и герметизацией капсул, ГИП и закалку проводят в течение 2-8 часов в однофазной области на 2-30°C выше температуры сольвуса, скорость охлаждения при закалке поддерживают выше 25°C/мин, а старение проводят в две стадии, причем для высокожаропрочных сплавов - при температурах 850-890°C и 740-780°C, а для высокопрочных - при температурах 800-760°C и 680-720°C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012156313/02A RU2516267C1 (ru) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Способ получения изделий из сложнолегированных порошковых жаропрочных никелевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012156313/02A RU2516267C1 (ru) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Способ получения изделий из сложнолегированных порошковых жаропрочных никелевых сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2516267C1 true RU2516267C1 (ru) | 2014-05-20 |
Family
ID=50778924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012156313/02A RU2516267C1 (ru) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Способ получения изделий из сложнолегированных порошковых жаропрочных никелевых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2516267C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2560469C1 (ru) * | 2014-09-26 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ повышения стойкости к сульфидной коррозии порошковых никелевых сплавов |
RU2583564C1 (ru) * | 2014-11-28 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО НПЦ газотурбостроения "Салют") | Способ получения поковок из жаропрочных гранулированных сплавов |
RU2602311C2 (ru) * | 2015-02-09 | 2016-11-20 | Андрей Борисович Бондарев | Способ получения изделий из порошков жаропрочных никелевых сплавов |
RU2720008C1 (ru) * | 2019-09-23 | 2020-04-23 | Публичное акционерное общество "Русполимет" | Способ вакуумной термической дегазации гранул жаропрочных, титановых сплавов и сталей в подвижном слое и устройство |
RU2799458C1 (ru) * | 2023-03-09 | 2023-07-05 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ получения изделий из гранул, выполненных из сплавов на основе никеля или из сплавов на основе титана |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2724769A1 (de) * | 1976-06-01 | 1977-12-15 | Special Metals Corp | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von gegenstaenden mit komplexer gestalt |
WO1991000159A1 (en) * | 1989-06-28 | 1991-01-10 | Allied-Signal Inc. | Processing nickel-base superalloy powders for improved thermomechanical working |
SU1740103A1 (ru) * | 1989-07-24 | 1992-06-15 | Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии | Способ обработки металлических порошков |
RU2393060C1 (ru) * | 2009-03-31 | 2010-06-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ получения композиционного материала |
RU2457924C1 (ru) * | 2011-06-27 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский Институт Легких сплавов" (ОАО ВИЛС) | Способ получения изделий из сложнолегированных жаропрочных никелевых сплавов |
-
2012
- 2012-12-25 RU RU2012156313/02A patent/RU2516267C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2724769A1 (de) * | 1976-06-01 | 1977-12-15 | Special Metals Corp | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von gegenstaenden mit komplexer gestalt |
WO1991000159A1 (en) * | 1989-06-28 | 1991-01-10 | Allied-Signal Inc. | Processing nickel-base superalloy powders for improved thermomechanical working |
SU1740103A1 (ru) * | 1989-07-24 | 1992-06-15 | Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии | Способ обработки металлических порошков |
RU2393060C1 (ru) * | 2009-03-31 | 2010-06-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ получения композиционного материала |
RU2457924C1 (ru) * | 2011-06-27 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский Институт Легких сплавов" (ОАО ВИЛС) | Способ получения изделий из сложнолегированных жаропрочных никелевых сплавов |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2560469C1 (ru) * | 2014-09-26 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ повышения стойкости к сульфидной коррозии порошковых никелевых сплавов |
RU2583564C1 (ru) * | 2014-11-28 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО НПЦ газотурбостроения "Салют") | Способ получения поковок из жаропрочных гранулированных сплавов |
RU2602311C2 (ru) * | 2015-02-09 | 2016-11-20 | Андрей Борисович Бондарев | Способ получения изделий из порошков жаропрочных никелевых сплавов |
RU2720008C1 (ru) * | 2019-09-23 | 2020-04-23 | Публичное акционерное общество "Русполимет" | Способ вакуумной термической дегазации гранул жаропрочных, титановых сплавов и сталей в подвижном слое и устройство |
RU2799458C1 (ru) * | 2023-03-09 | 2023-07-05 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ получения изделий из гранул, выполненных из сплавов на основе никеля или из сплавов на основе титана |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2516267C1 (ru) | Способ получения изделий из сложнолегированных порошковых жаропрочных никелевых сплавов | |
JP2017036485A (ja) | 積層造形用Ni基超合金粉末 | |
RU2013138729A (ru) | Способ изготовления трехмерного изделия | |
CN105397085B (zh) | 一种放电等离子烧结制备镍基粉末高温合金的方法 | |
TW201502290A (zh) | 銅合金粉末、銅合金燒結體及高速鐵路用煞車襯 | |
CN102392147A (zh) | 超细晶镍基粉末高温合金的制备方法 | |
JP2016069703A (ja) | ニッケル基鋳造合金及び熱間鍛造金型 | |
CN103866162B (zh) | 一种具有高裂纹扩展抗力的镍基粉末冶金高温合金 | |
JPWO2019107502A1 (ja) | 熱間鍛造用金型、鍛造製品の製造方法 | |
RU2457924C1 (ru) | Способ получения изделий из сложнолегированных жаропрочных никелевых сплавов | |
RU2010132192A (ru) | СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ДЕТАЛЕЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ СПЕКАНИЕМ СПЛАВОВ Co-Cr-Мo, ИМЕЮЩИХ УЛУЧШЕННУЮ ПЛАСТИЧНОСТЬ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ | |
RU2433204C1 (ru) | Способ изготовления изделий в виде дисков или валов газотурбинных двигателей из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов | |
RU2433205C1 (ru) | Способ изготовления дисков газотурбинных двигателей из порошковых жаропрочных сплавов на основе никеля | |
CN105274373A (zh) | 一种γ″相强化的高温合金的粉末冶金制备工艺 | |
RU2483835C1 (ru) | Способ получения деталей газотурбинных двигателей с длительным ресурсом эксплуатации из порошковых никелевых сплавов | |
RU2453398C1 (ru) | Способ получения изделия из сплава типа вв751п с высокой прочностью и жаропрочностью | |
EP2333244B1 (en) | Methods of forming dual microstructure components | |
RU2455115C1 (ru) | Способ получения переменной структуры по сечению порошковой заготовки | |
RU2389822C1 (ru) | Способ изготовления штамповок дисков из слитков высокоградиентной кристаллизации из никелевых сплавов | |
CN108315625A (zh) | 穿甲弹钨合金的制备方法 | |
RU2371512C1 (ru) | Способ получения изделия из жаропрочного никелевого сплава | |
RU2404282C1 (ru) | Способ получения сложноконтурных дисков из высокожаропрочных никелевых сплавов | |
JP6230885B2 (ja) | α+β型チタン合金および同合金の製造方法 | |
RU2447175C1 (ru) | Модификатор для никелевых сплавов | |
RU2451767C2 (ru) | Способ обработки деталей из сплава на основе никеля |