RU2619419C2 - Способ нанесения алюминида титана и изделие с поверхностью из алюминида титана - Google Patents

Способ нанесения алюминида титана и изделие с поверхностью из алюминида титана Download PDF

Info

Publication number
RU2619419C2
RU2619419C2 RU2012145763A RU2012145763A RU2619419C2 RU 2619419 C2 RU2619419 C2 RU 2619419C2 RU 2012145763 A RU2012145763 A RU 2012145763A RU 2012145763 A RU2012145763 A RU 2012145763A RU 2619419 C2 RU2619419 C2 RU 2619419C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
titanium aluminide
product
coating
cold spraying
titanium
Prior art date
Application number
RU2012145763A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012145763A (ru
Inventor
Эклавья КАЛЛА
Джон Конрад ШАЕФФЕР
Кришнамурти АНАНД
Сундар АМАНЧЕРЛА
Original Assignee
Дженерал Электрик Компани
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 Дженерал Электрик Компани filed Critical Дженерал Электрик Компани
Publication of RU2012145763A publication Critical patent/RU2012145763A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2619419C2 publication Critical patent/RU2619419C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/126—Detonation spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/04—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
    • C21D7/06—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by shot-peening or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/02—Coating starting from inorganic powder by application of pressure only
    • C23C24/04—Impact or kinetic deposition of particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/005—Repairing methods or devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods

Abstract

Изобретение относится к способам нанесения покрытия из алюминида титана на металлическое изделие и к металлическому изделию с указанным покрытием. Способ нанесения покрытия из алюминида титана на металлическое изделие включает холодное напыление алюминида титана на изделие для формирования покрытия из алюминида титана, причем покрытие из алюминида титана включает тонкую гамма/альфа2 структуру, а алюминид титана, нанесенный на изделие холодным напылением, имеет состав, включающий 45 мас. % титана и 50 мас. % алюминия. В варианте осуществления заявленного изобретения холодное напыление алюминида титана осуществляют из порошкового твердого сырья порошка сплава. Обеспечивается высокая стойкость к высокотемпературному окислению поверхности, а также ремонт изделия, подвергающегося усталостному разрушению, имеющего повреждения от ударов и технологические повреждения. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники
Изобретение относится к изделиям и способам нанесения металла и металлических элементов и, более конкретно, к изделиям из алюминида титана и способам нанесения.
Уровень техники
Получение и ремонт металлов или металлических элементов, таких как лопасти турбины и турбинные лопатки, можно осуществлять посредством сварки и/или пайки. Элементы, содержащие поверхность из алюминида титана (TiAl), могут быть приварены или припаяны. Однако сварка или пайка могут отрицательно влиять на микроструктуру и/или механические свойства элемента. Например, сварка или пайка могут образовывать зону термического влияния, что приводит к ухудшению механических свойств.
TiAl позволяет обеспечить преимущества высокого отношения прочности к массе и хорошую стойкость к температурному окислению. Однако определенная обработка TiAl может формировать микроструктуры, которые являются нежелательными. Например, нагрев и горячая обработка TiAl при температурах свыше 1150°С может приводить к сдвоенной структуре, включающей равноосные зерна и гамма/альфа2 пластины внутри поликристаллической пластинчатой структуры изделия, сформированного путем плавления и литья поликристаллической пластинчатой структуры. Такое изменение в микроструктуре вследствие горячей обработки в основном нежелательно, и отсутствие тонких (refined) гамма/альфа2 пластин приводит к снижению прочности и/или сокращению срока службы до разрушения от усталости и усталостной долговечности металла до разрушения от ползучести.
Изделие с TiAl поверхностью и способ нанесения TiAl, не испытывающие одного или более указанных выше недостатков, были бы желательны в технике.
Сущность изобретения
В примере воплощения способ нанесения алюминида титана включает холодное напыление алюминида титана на изделие в пределах области обработки для получения поверхности из алюминида титана. Поверхность из алюминида титана включает тонкую гамма/альфа2 структуру.
В другом примере воплощения, способ нанесения алюминида титана включает холодное напыление алюминида титана на изделие в пределах области обработки для получения поверхности из алюминида титана. Напыляемый в холодном состоянии алюминид титана представляет собой твердое сырье - порошок сплава.
В другом примере воплощения, изделие включает поверхность из алюминида титана, причем поверхность из алюминида титана включает тонкую гамма/альфа2 структуру.
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из последующего более подробного описания предпочтительных воплощений, представленных в сочетании с прилагаемыми чертежами, которое иллюстрирует посредством примера принципы изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой схематический вид примера изделия, имеющего поверхность из алюминида титана, напыленного в холодном состоянии на него посредством примера способа в соответствии с данным описанием.
Фиг.2 представляет собой блок-схему примера способа холодного напыления алюминида титана на пример изделия для получения поверхности из алюминида титана в соответствии с данным описанием.
Там, где это возможно, одинаковые ссылочные номера использованы на всех чертежах для обозначения одинаковых элементов.
Подробное описание изобретения
Показано приведенное в качестве примера изделие с поверхностью из TiAl и приведенный в качестве примера способ нанесения TiAl, не испытывающие одного или более из указанных выше недостатков. Воплощения настоящего изобретения включают высокое отношение прочности к массе и хорошую стойкость к высокотемпературному окислению, основанные на включении TiAl, включают более мелкий размер зерна, улучшение ремонтопригодности, обеспечение более простого сплавления элементов посредством использования порошкового/твердого сырья, обеспечение сплавления порошкового/твердого сырья в ходе обработки или при осаждении, снижение технологической стоимости по сравнению с более сложными способами, включают уменьшенную или устраненную зону термического воздействия, включают пластинчатую структуру с тонкими гамма/альфа2 пластинами, включают повышенную прочность по сравнению со сдвоенной структурой, включают повышенный срок службы до разрушения от усталости и усталостной долговечности металла до разрушения от ползучести по сравнению со сдвоенной структурой, и их сочетания.
На Фиг.1 приведен пример изделия 100, такого как турбинная лопатка, содержащего поверхность 102 из TiAl. Изделие 100 представляет собой любой металлический элемент. Изделие 100 представляет собой элемент компрессора, элемент турбины, турбинную лопатку, турбинную лопасть или любой другой подходящий металлический элемент, главным образом подвергающийся силам усталостного типа, таким как низкоцикличная усталость. Как используют в данном описании, предполагается, что термин «металлический» включает металлы, металлические сплавы, композиционные металлы, интерметаллические материалы или любые другие подходящие материалы, включающие металлические элементы, восприимчивые к силам усталостного типа.
Поверхность 102 из TiAl включает любые подходящие композиции сплава алюминида титана. Походящие композиции включают стехиометрический состав (например, содержащий по массе приблизительно 45% Ti и приблизительно 50% Al и/или молярное отношение от приблизительно 1 моль Ti до приблизительно 1 моль Al), Al2Ti, Al3Ti или другие подходящие их смеси. Поверхность 102 из TiAl представляет собой изнашивающуюся поверхность, поверхность вращения, поверхность скольжения, другие поверхности, подвергающиеся воздействию силам усталостного типа, или их сочетания. Поверхность 102 из TiAl обеспечивает высокое отношение прочности к массе и более высокую стойкость к высокотемпературному окислению по сравнению с приваренным, напаянным алюминидом титана или сформированными напылением поверхностями.
В одном из воплощений, поверхность 102 из TiAl включает поликристаллический сплав, содержащий тонкую гамма/альфа2 структуру и/или мало (или не включает) равноосных зерен. В одном из воплощений поверхность 102 из TiAl проявляет анизотропию, обеспечивающую более высокую прочность в направлении, перпендикулярном направлению напыления. В одном из воплощений поверхность 102 из TiAl включает мелкий размер зерна, например, в пределах диапазона заданного размера зерна. Подходящие диапазоны размера зерна включают, но не ограничены ими, от приблизительно 5 нм до приблизительно 100 мкм, от приблизительно 5 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 300 нм до приблизительно 100 мкм, приблизительно 5 нм, приблизительно 300 нм, приблизительно 100 мкм или любую подходящую их комбинацию или подкомбинацию.
Относительно Фиг.2, в примере способа 200 нанесения TiAl, позволяющего получить изделие 100, содержащее поверхность 102 из TiAl, TiAl наносят холодным напылением в процессе нанесения или в процессе ремонта. Способ 200 нанесения TiAl включает холодное напыление TiAl (стадия 202) на область 103 обработки (см. Фиг.1) изделия 100. При холодном напылении TiAl (стадия 202) используют твердое/порошковое сырье 104 (см. Фиг.1) и обработку в основном осуществляют в твердом состоянии со значительно меньшей теплотой, чем в способах, таких как сварка или пайка, или с пренебрежимо малой теплотой, вносимой твердым сырьем 104. В одном из воплощений, твердое сырье представляет собой порошок сплава и/или смесь двух или более порошков, которые сплавляют при осаждении.
При холодном напылении TiAl (стадия 202) получают поверхность 102 из TiAl соударением частиц твердого сырья 104 в отсутствии значительной теплоты, подаваемой к твердому сырью. При холодном напылении TiAl (стадия 202) в значительной степени сохраняются фазы и микроструктура твердого сырья 104. В одном из воплощений, холодное напыление TiAl (стадия 202) продолжают до тех пор, пока покрытие 102 из TiAl не будет находиться в требуемом диапазоне толщины или немного более требуемого диапазона толщины (для обеспечения финишной обработки), например, от приблизительно 0,025 мм (1 мил) до приблизительно 5 мм (200 мил), от приблизительно 0,025 мм (1 мил) до приблизительно 0,25 мм (10 мил), от приблизительно 0,25 мм (10 мил) до приблизительно 0,5 мм (20 мил), от приблизительно 0,5 мм (20 мил) до приблизительно 0,75 мм (30 мил), от приблизительно 0,75 мм (30 мил) до приблизительно 1 мм (40 мил), от приблизительно 1 мм (40 мил) до приблизительно 1,25 мм (50 мил), от приблизительно 0,5 мм (20 мил) до приблизительно 1 мм (40 мил), от приблизительно 1,25 мм (50 мил) до приблизительно 5 мм (200 мил) или любые подходящие их комбинации или подкомбинации.
В одном из воплощений, холодное напыление TiAl (стадия 202) включает ускорение твердого сырья 104 по меньшей мере до заданной скорости или диапазона скорости, например, на основе уравнения, представленного ниже для сужающегося-расширяющегося сопла 106, как показано на Фиг.1:
В уравнении 1, «А» представляет собой площадь выходного сечения сопла 105 и «А*» представляет собой площадь минимального сечения сопла 107. «y» представляет собой отношение Ср/Cv применяемого технологического газа 109 (Ср представляет собой удельную теплоемкость при постоянном давлении и Су представляет собой удельную теплоемкость при постоянном объеме). Параметры газового потока зависят от отношения А/А*. Когда сопло 106 работает в запертых условиях (choked), число Маха (М) скорости выходящего газа можно определить согласно уравнению. Газ, обладающий более высокой величиной «y», приводит к более высокому числу Маха.
Твердое сырье 104 ударяет в область 103 обработки при заданной скорости или в диапазоне скоростей, и твердое сырье 104 соединяется с областью 103 обработки. Твердое сырье 104 имеет мелкий размер зерна, например, ниже приблизительно 100 мкм, ниже приблизительно 10 мкм, ниже приблизительно 5 мкм, ниже приблизительно 4 мкм, ниже приблизительно 3 мкм, ниже приблизительно 10 нм, от приблизительно 3 до приблизительно 5 мкм, от приблизительно 3 до приблизительно 4 мкм, от приблизительно 4 до приблизительно 5 мкм, от приблизительно 5 нм до приблизительно 10 нм, или любые подходящие их комбинации или подкомбинации. В одном из воплощений, твердое сырье выбирают для увеличения пластичности. Сопло 106 расположено на заданном расстоянии от изделия 100, например, от приблизительно 10 мм до приблизительно 100 мм, от приблизительно 10 мм до приблизительно 50 мм, от приблизительно 50 мм до приблизительно 100 мм, от приблизительно 10 мм до приблизительно 30 мм, от приблизительно 30 мм до приблизительно 70 мм, от приблизительно 70 мм до приблизительно 100 мм или любые подходящие их комбинации или подкомбинации.
В одном из воплощений, область 103 обработки расположена непосредственно на подложке 101 изделия 100. Подложка 101 включает любой подходящий сплав. Например, в одном из воплощений, подложка 101 включает сплав на основе титана. В одном из воплощений, подложка 101 является TiAl и/или способ используют для ремонта и/или изготовления частей, включающих TiAl.
В одном из воплощений, область 103 обработки расположена не непосредственно на подложке 101 изделия 100. Например, в еще одном воплощении, область 103 обработки находится на связующем покрытии (не показано). Связующее покрытие наносят на подложку 101 или на одно или более дополнительное связующее покрытие на подложке 101, например, способами холодного напыления или напылением при высокой температуре. В одном из воплощений, связующее покрытие представляет собой пластичный материал, такой как, например, Ti6Al4V, Ni-Al, сплавы на основе никеля, алюминия, титана или других подходящих материалов. Связующее покрытие наносят при заданной толщине, например от приблизительно 0,05 мм (2 мил) до приблизительно 0,375 мм (15 мил), от приблизительно 0,075 мм (3 мил) до приблизительно 0,1 мм (4 мил), от приблизительно 0,05 мм (2 мил) до приблизительно 0,075 мм (3 мил), от приблизительно 0,05 мм (2 мил) до приблизительно 0,063 мм (2,5 мил), от приблизительно 0,063 мм (2,5 мил) до приблизительно 0,075 мм (3 мил), более приблизительно 0,025 мм (1 мил), более приблизительно 0,05 мм (2 мил), до приблизительно 0,375 мм (15 мил) или любые подходящие их комбинации или подкомбинации. В одном из воплощений, связующее покрытие подвергают термообработке для обеспечения диффузии в подложку. В одном из воплощений, связующее покрытие обеспечивает слой алюминида после диффузии. В одном из воплощений, связующее покрытие формируют напылением более одного материала в виде порошкообразной смеси, например, алюминия и титана.
Снова обратимся к Фиг.2; в одном из воплощений, способ 200 нанесения TiAl продолжают после холодного напыления TiAl (стадия 202) дробеструйным упрочнением (стадия 204) поверхности 102 из TiAl. Дробеструйное упрочнение (стадия 204) вызывает остаточные напряжения сжатия, тем самым, увеличивая сопротивление усталости. В одном из воплощений, дробеструйное упрочнение (стадия 204) передает энергию изделию 100, что способствует быстрой диффузии и росту зерна, обеспечиваемым термообработкой.
В одном из воплощений, способ 200 нанесения TiAl включает термообработку (стадия 206) поверхности 102 из TiAl и/или изделия 100, например, путем помещения изделия 100 внутрь печи в инертных или восстановительных условиях. Термообработка (стадия 206) увеличивает глубину диффузионной связи. В одном из воплощений, термообработку (стадия 206) осуществляют в ходе холодного напыления TiAl (стадия 202), используя тепло, обеспеченное в месте напыления, например, посредством лазерного луча.
В одном из воплощений, способ 200 нанесения TiAl включает финишную обработку (стадия 208) поверхности 102 из TiAl и/или изделия 100, например, путем шлифования, механической обработки или другими видами обработки.
В одном из воплощений, в способ 200 нанесения TiAl включены дополнительные предварительные стадии 201. Например, чтобы осуществить ремонт поверхности 102 из TiAl и/или изделия 100 с использованием способа 200 нанесения TiAl, в одном из воплощений способ 200 нанесения TiAl включает определение области ремонта (стадия 203). Область ремонта определяют посредством визуального осмотра, методом проникающих красок, вихревыми токами или их сочетанием. Область ремонта представляет собой любую подходящую часть изделия 100 или поверхности 102 из TiAl, например, часть или всю область 103 обработки. Подходящие части включают, но не ограничены ими, области, подвергающиеся силам усталостного типа, области, подвергающиеся силам, которые могут вызвать образование трещин, области, выходящие за пределы их срока службы до разрушения от усталости и усталостной долговечности до разрушения от ползучести, области, включающие трещины, области, включающие повреждения (например, от ударов посторонними предметами), области, включающие технологические повреждения (например, при ошибках механической обработки), потенциально или фактически поврежденные области или их сочетания.
В одном из воплощений, нанесение TiAl также включает удаление материала (стадия 205) из области ремонта. Удалением материала (стадия 205) обеспечивают дополнительное определение области ремонта и подготавливают изделие 100 и/или поверхность 102 из TiAl для ремонта, например, путем вскрытия области ремонта. В одном из воплощений, удаление материала (стадия 205) включает две отдельные подстадии: первую подстадию удаления для определения области ремонта и вторую подстадию вскрытия области ремонта.
После удаления материала (стадия 205) в одном из воплощений, способ 200 нанесения TiAl включает очистку (стадия 207) изделия 100 вблизи области ремонта для подготовки к холодному напылению TiAl (стадия 202), например, удалением смазки и масла. При холодном напылении TiAl (стадия 202) заполняют область ремонта, как описано выше.
Несмотря на то что изобретение описано со ссылками на предпочтительные воплощения, специалистам в данной области техники следует понимать, что могут быть сделаны различные изменения и могут быть сделаны равноценные замены элементов, соответственно, без выхода за пределы объема изобретения. Кроме того, могут быть выполнены различные модификации для применения конкретных случаев или материалов к технологическим приемам изобретения без выхода за пределы существенного объема изобретения. Таким образом, предполагается, что изобретение не ограничено конкретным воплощением, раскрытым как наилучший вариант, предполагаемый для осуществления данного изобретения, а изобретение включает все воплощения, попадающие в объем прилагаемой формулы изобретения.

Claims (24)

1. Способ нанесения покрытия из алюминида титана на металлическое изделие, включающий холодное напыление алюминида титана на изделие для формирования покрытия из алюминида титана;
причем покрытие из алюминида титана включает тонкую гамма/альфа2 структуру;
причем алюминид титана, нанесенный на изделие холодным напылением, имеет состав, включающий 45 мас. % титана и 50 мас. % алюминия.
2. Способ по п. 1, в котором покрытие из алюминида титана не включает равноосные зерна.
3. Способ по п. 1, в котором изделие представляет собой элемент турбины.
4. Способ по п. 1, в котором алюминид титана, нанесенный на изделие холодным напылением, имеет состав, включающий Al2Ti.
5. Способ по п. 1, в котором алюминид титана, нанесенный на изделие холодным напылением, имеет состав, включающий Al3Ti.
6. Способ по п. 1, в котором холодное напыление алюминида титана включает ускорение порошкового твердого сырья с помощью сужающегося-расширяющегося сопла.
7. Способ по п. 1, в котором покрытие из алюминида титана расположено непосредственно на подложке изделия.
8. Способ по п. 1, в котором покрытие из алюминида титана расположено на связующем покрытии на изделии.
9. Способ по п. 1, дополнительно включающий дробеструйное упрочнение покрытия из алюминида титана.
10. Способ по п. 1, дополнительно включающий термообработку покрытия из алюминида титана.
11. Способ по п. 1, дополнительно включающий финишную обработку покрытия из алюминида титана.
12. Способ по п. 1, дополнительно включающий определение области ремонта перед холодным напылением алюминида титана.
13. Способ по п. 1, дополнительно включающий удаление материала перед холодным напылением алюминида титана.
14. Способ по п. 13, в котором удаление материала включает первую подстадию удаления для определения области ремонта и вторую подстадию вскрытия области ремонта.
15. Способ по п. 1, дополнительно включающий очистку в пределах области обработки перед холодным напылением алюминида титана.
16. Способ по п. 1, в котором твердое сырье представляет собой порошок сплава.
17. Способ по п. 1, в котором холодное напыление алюминида титана является частью процесса ремонта.
18. Способ нанесения покрытия из алюминида титана на металлическое изделие, включающий холодное напыление алюминида титана на изделие для формирования покрытия из алюминида титана;
причем холодное напыление алюминида титана осуществляют из порошкового твердого сырья порошка сплава;
причем алюминид титана, нанесенный на изделие холодным напылением, имеет состав, включающий 45 мас. % титана и 50 мас. % алюминия.
19. Металлическое изделие с покрытием из алюминида титана, причем покрытие из алюминида титана включает тонкую гамма/альфа2 структуру;
причем алюминид титана, нанесенный на изделие холодным напылением, имеет состав, включающий 45 мас. % титана и 50 мас. % алюминия.
RU2012145763A 2011-10-19 2012-10-19 Способ нанесения алюминида титана и изделие с поверхностью из алюминида титана RU2619419C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/276,568 US8475882B2 (en) 2011-10-19 2011-10-19 Titanium aluminide application process and article with titanium aluminide surface
US13/276,568 2011-10-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012145763A RU2012145763A (ru) 2014-04-27
RU2619419C2 true RU2619419C2 (ru) 2017-05-15

Family

ID=47046434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012145763A RU2619419C2 (ru) 2011-10-19 2012-10-19 Способ нанесения алюминида титана и изделие с поверхностью из алюминида титана

Country Status (4)

Country Link
US (2) US8475882B2 (ru)
EP (1) EP2584056A1 (ru)
JP (1) JP6039355B2 (ru)
RU (1) RU2619419C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2716570C1 (ru) * 2019-10-28 2020-03-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Способ напыления защитных покрытий для интерметаллического сплава на основе гамма-алюминида титана

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10329033B2 (en) 2015-01-16 2019-06-25 Sikorsky Aircraft Corporation Cold spray method to join or in certain cases strengthen metals
DE102016224532A1 (de) 2016-12-08 2018-06-14 MTU Aero Engines AG Hochtemperaturschutzschicht für Titanaluminid-Legierungen
DE102017222182A1 (de) 2017-12-07 2019-06-13 Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH Verfahren zum Aufbringen einer Titanaluminidlegierung, Titanaluminidlegierung und Substrat umfassend eine Titanaluminidlegierung
CN109487183B (zh) * 2018-12-10 2020-11-27 同济大学 一种适用于铝锂合金的湿喷丸表面改性方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06145933A (ja) * 1992-11-13 1994-05-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ＴｉＡｌ系金属間化合物とその製法
US5413871A (en) * 1993-02-25 1995-05-09 General Electric Company Thermal barrier coating system for titanium aluminides
RU2261763C1 (ru) * 2003-03-28 2005-10-10 Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн Устройство и сопло для холодного напыления порошкового материала
WO2006050329A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-11 Honeywell International Inc. Aluminum articles with wear-resistant coatings and methods for applying the coatings onto the articles
RU2352685C2 (ru) * 2003-07-03 2009-04-20 Аэромет Текнолоджиз, Инк. Простая система химического осаждения из паров и способы нанесения многометаллических алюминидных покрытий
RU2371293C1 (ru) * 2008-04-08 2009-10-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Способ восстановления изношенных поверхностей буксовых шеек осей колесных пар
RU2375496C2 (ru) * 2008-02-08 2009-12-10 Виталий Степанович Гончаров Установка для нанесения покрытий
EP2333134A1 (en) * 2009-11-24 2011-06-15 AVIO S.p.A. Method for manufacturing massive components made of intermetallic materials

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5028277A (en) * 1989-03-02 1991-07-02 Nippon Steel Corporation Continuous thin sheet of TiAl intermetallic compound and process for producing same
US5768679A (en) * 1992-11-09 1998-06-16 Nhk Spring R & D Center Inc. Article made of a Ti-Al intermetallic compound
JP3382285B2 (ja) * 1993-03-15 2003-03-04 日本発条株式会社 Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物の製造方法
US5785775A (en) 1997-01-22 1998-07-28 General Electric Company Welding of gamma titanium aluminide alloys
US5873703A (en) 1997-01-22 1999-02-23 General Electric Company Repair of gamma titanium aluminide articles
DE19942916A1 (de) 1999-09-08 2001-03-15 Linde Gas Ag Herstellen von aufschäumbaren Metallkörpern und Metallschäumen
US7201940B1 (en) 2001-06-12 2007-04-10 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Method and apparatus for thermal spray processing of medical devices
US7278353B2 (en) 2003-05-27 2007-10-09 Surface Treatment Technologies, Inc. Reactive shaped charges and thermal spray methods of making same
US9499895B2 (en) 2003-06-16 2016-11-22 Surface Treatment Technologies, Inc. Reactive materials and thermal spray methods of making same
JP2007507604A (ja) 2003-09-29 2007-03-29 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ ナノ構造化コーティング系、部品及び関連製造方法
KR20050081252A (ko) 2004-02-13 2005-08-18 고경현 다공성 금속 코팅 부재 및 저온 분사법을 이용한 그의제조 방법
US20060045785A1 (en) * 2004-08-30 2006-03-02 Yiping Hu Method for repairing titanium alloy components
US20060090593A1 (en) 2004-11-03 2006-05-04 Junhai Liu Cold spray formation of thin metal coatings
US7479299B2 (en) 2005-01-26 2009-01-20 Honeywell International Inc. Methods of forming high strength coatings
US20080041921A1 (en) 2005-09-26 2008-02-21 Kevin Creehan Friction stir fabrication
US8613808B2 (en) 2006-02-14 2013-12-24 Surface Treatment Technologies, Inc. Thermal deposition of reactive metal oxide/aluminum layers and dispersion strengthened aluminides made therefrom
US8192792B2 (en) 2006-10-27 2012-06-05 United Technologies Corporation Cold sprayed porous metal seals
US20080110746A1 (en) 2006-11-09 2008-05-15 Kardokus Janine K Novel manufacturing design and processing methods and apparatus for sputtering targets
US20080145649A1 (en) 2006-12-14 2008-06-19 General Electric Protective coatings which provide wear resistance and low friction characteristics, and related articles and methods
WO2008134516A2 (en) 2007-04-27 2008-11-06 Honeywell International Inc. Novel manufacturing design and processing methods and apparatus for sputtering targets
US8147982B2 (en) 2007-12-19 2012-04-03 United Technologies Corporation Porous protective coating for turbine engine components
US20090283611A1 (en) 2008-05-14 2009-11-19 General Electric Company Surface treatments and coatings for atomization
US8871306B2 (en) 2009-04-16 2014-10-28 Chevron U.S.A. Inc. Structural components for oil, gas, exploration, refining and petrochemical applications
RU2535800C2 (ru) 2009-04-16 2014-12-20 ШЕВРОН Ю. Эс. Эй. ИНК. Конструктивные элементы для применений при разведке нефти, газа, переработке нефти и в нефтехимии
US20100266790A1 (en) 2009-04-16 2010-10-21 Grzegorz Jan Kusinski Structural Components for Oil, Gas, Exploration, Refining and Petrochemical Applications

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06145933A (ja) * 1992-11-13 1994-05-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ＴｉＡｌ系金属間化合物とその製法
US5413871A (en) * 1993-02-25 1995-05-09 General Electric Company Thermal barrier coating system for titanium aluminides
RU2261763C1 (ru) * 2003-03-28 2005-10-10 Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн Устройство и сопло для холодного напыления порошкового материала
RU2352685C2 (ru) * 2003-07-03 2009-04-20 Аэромет Текнолоджиз, Инк. Простая система химического осаждения из паров и способы нанесения многометаллических алюминидных покрытий
WO2006050329A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-11 Honeywell International Inc. Aluminum articles with wear-resistant coatings and methods for applying the coatings onto the articles
RU2375496C2 (ru) * 2008-02-08 2009-12-10 Виталий Степанович Гончаров Установка для нанесения покрытий
RU2371293C1 (ru) * 2008-04-08 2009-10-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Способ восстановления изношенных поверхностей буксовых шеек осей колесных пар
EP2333134A1 (en) * 2009-11-24 2011-06-15 AVIO S.p.A. Method for manufacturing massive components made of intermetallic materials

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Novoselova T. Formation of TiAl intermetallics by heat treatment of cold-sprayed precursor deposits, Journal of alloys and compounds, vol.436, 2007, p.69-77. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2716570C1 (ru) * 2019-10-28 2020-03-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Способ напыления защитных покрытий для интерметаллического сплава на основе гамма-алюминида титана

Also Published As

Publication number Publication date
US20130101459A1 (en) 2013-04-25
RU2012145763A (ru) 2014-04-27
US20160145728A1 (en) 2016-05-26
US9650705B2 (en) 2017-05-16
JP2013087364A (ja) 2013-05-13
US8475882B2 (en) 2013-07-02
EP2584056A1 (en) 2013-04-24
JP6039355B2 (ja) 2016-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7479299B2 (en) Methods of forming high strength coatings
CN106563929B (zh) 修复和制造涡轮发动机部件的方法及涡轮发动机部件
US6049978A (en) Methods for repairing and reclassifying gas turbine engine airfoil parts
EP1877598B1 (en) Magnesium repair and build up
JP6595593B2 (ja) タービンエンジン部品の製造方法
RU2619419C2 (ru) Способ нанесения алюминида титана и изделие с поверхностью из алюминида титана
Enrique et al. Enhancing fatigue life of additive manufactured parts with electrospark deposition post-processing
US20060260125A1 (en) Method for repairing a gas turbine engine airfoil part using a kinetic metallization process
US10906100B2 (en) Heat treatment process for additive manufactured components
US20050241147A1 (en) Method for repairing a cold section component of a gas turbine engine
EP3357605B1 (en) Manufacturing method and post-processing treatment
US20060039788A1 (en) Hardface alloy
EP2564980A2 (en) Solid state system and method for refurbishment of forged components
Wang et al. Microstructure and wear performance of Ni-10 wt.% Al coatings plasma sprayed on Ni-based superalloys with a sound field
He et al. Microstructure and wear behaviors of a WC10%-Ni60AA cermet coating synthesized by laser-directed energy deposition
Renna et al. Repairing 2024 aluminum alloy via electrospark deposition process: a feasibility study
US20050152805A1 (en) Method for forming a wear-resistant hard-face contact area on a workpiece, such as a gas turbine engine part
Taheri Development of a novel method for measuring the interfacial creep strength of laser cladding coatings
Sun et al. Additive manufacturing of inconel 625 superalloy parts via high pressure cold spray
JPH11335801A (ja) スプレ―形成法により形成され熱処理された超合金物体及び該超合金物体の製造方法
Elgazzar et al. Characterization of Inconel 718 Processed by Laser Metal Deposition (LMD).
EP4279633A1 (en) Method for improving corrosion and fatigue crack resistance
Abraimov et al. Restoration of the wear-resistant coatings on a GTE compressor airfoil shroud platform
Huang et al. WIDE GAP DIFFUSION BRAZING REPAIR
Bhowmik et al. Additive manufacturing of Inconel 625 superalloy parts via high pressure cold spray

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201020