SU713175A1 - Способ термической обработки жаропрочныхСплАВОВ HA OCHOBE НиКЕл - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ТЕРМ СПЛА Изо(бретенИ8 относитс  к металлургии сплавов, а именно жаропрочных: сплавов на оснсве никел , и может быть использовано при термической обработке лопаток и других деталей газотурбинных устанозок . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ термической обработки жаропрочных сппввав на никелевой оснсве ЭИ929ВД и ЭП 220ВД со ступенча1Ъ1м охлаждением в процессе закалки , разработанный с цепью псюышени  характеристик пластичности и в зкости 1. Способ включает следующие операции нагр до 117О-1190 С, выдержка в те1чение 2-3 ч (закалка), перенос металла в другую печь на температуру 1О5СРс, выдержка в течение . 0,75-1,5 ч, охлаждение с печьюдо в течение 20 мин; вьтдержка 0,75-1,5 ч, охлаждение на воздухе (сту пенчатое охлаждение в процессе закалки );   ЛвЛи-. КОЙ ОБРАБОТКИ Ж А РКШРО Ы ГТГ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ | -- нагрев до 850°С, выдержка 10-20 ч, охлаждение на воздухе (старение) . Недостатком известного способа  вл етс  пониженные характеристики пластичности и в зкости. Так, значени  ударной в зкости и характеристик .пластичности сплава ЭП220 при комнатной и повышенной тетлпературах после термической обработки по известному способу получались пониженными в р де случаев до 2 кгсм/см и 8-1О % соответственно. Вце более низкие значени  пластических свойств и в зкости имел сплав ЭЙ 929ВД в результате старени  в течение 1ООО5OOD ч при 7ОО-75СЯС. После такого старени  величины ударной в зкости р да образцов падали до 1,51 ,8 кгсм/см , а удлинени  и сужени  до 6-8 %. Цель изобретени  - повысить пластичность и в зкость жаропрочных сплавов на основе никел . Поставленна  цель достет-аетс  тем, чтч в известном способе термической 3 обработки жаропрочных сплавов на основе никел , вкпючаюпгем закалку и старение , в процессе закалки производ т непрерывное регулируемое охлажленпе, причем скорость охлаждени  составл ет € -1О°С/мин в интервале от температуры аакалкп до 11ОО 1050°С и 8-О,5с/мк в интервале от 1О5О до 85О-6ОО°С, При проведении термической обработки по предлагаемому способу предусматрива с  выполнение следуютдих операций : нагр до температуры 1150-120(7С выдержка 0,5-4 ч (закалка); непрерывное регулируемое охлаждение со скоростью 6-10 С/мин в интерва ле от температуры закалки до 110ОlOSCPC и со скоростью 8-О,5С/мин в интервале от 1О50 до 85О-6ОО С, охла дение на воздухе (охлаждение в процессе закалки) нагрев до температуры POO-SSO C, выдержка 8-24 ч, охлаждение на воздухе (старение). Повышение пластичности, и в зкости после термической обработки по предлагаемому способу обеспечиваетс  специ})и ческой зернограничной и внутризереннойструктурой жаропрочных сплавов на никелевой основе. Во врем  охлаждени  в процессе закалки в интервале от тav пepaтypы закалки до, 1100-1050С имеет место выделение на границах зерен «j -фазы и дискретньос карбидов тюта Aj, С (где М - элементы Мд ,W , Ni , Со , Сг ). Пре пугущественное гетерогенное выделение - фазы на границах зерен в этой области температур происходи ввиду малой степени перенасыщени  твер дого раствора. Зерногранична  структура с - выделени ми, обволак1тающими карбиды , позвол ет контролировать скольжение, преп тствует началу межзерённого разрушени  и способствует тем самым увеличению в зкости и пластичности. Максимальное повышение характеристик в зкости и пластичности имеет место по данным микроренттеноспектрального исследсеани  при-близости коэффициентов заполнени  границ зерен карбидами и « -фазой и при достаточно высоком суммарном коэффициенте аернограничного заполнени . Така  струк тура и наблюдаетс  при скорости охлажд ни  6-10 С/мин в интервале от температуры закалки до 11ОО-1050°С. При увеличении скорости непрерывного охлаждени  более Ю С/мин заметно уменьшаетс  су тмарный коэффициент зернограП4 Hipiiioio заполнени , что обуспом;пшаот выделение па границах ао)ом ка|эбидо1з в неблагопри тной с точки зрени  пластичности слоистой мор4Олог-ии в процессе старени  или эксплуатации. Мапротин, при уменьи1ении скорости охлаждени  мо-нее б-С/мин в STON интервале температур происходит преимутаес1ъенное выделение на границах горен -фазы к чрезмерный ее рост, что Т1меет следствием некоторое с ижение пластичности и прочности . Ступенчатое охлаждение в процессе закалки при проведен1то термической обработки по известному способу с выдержкой в течение 0,75 - 1,5 ч . при температурах 1050 - и 1ООО С не обеспечивает получени  оптимальной зернограничной структуры. 13 этом случае больша  часть межзеренных прослоек зан та карбидами, что и  вл етс  одной из причин пониженной пластичности и в зкости после такой термической обработки по сравнению с предлагаемым способом . Нижн   температурна  граница охлаждени  со скоростью 6-1О С/мин в предлагаемом способе выбираетс  в зависимости от степени легированноети жаропрочного никелевого сплава и должна быть понижена не более чем на 6О-80 С по сравненттеэ с температурой растворимости -фазы. При дальнейшем непрерывном охлаждении со скоростью ,50с/мин имеет место в основном внутризеренное выделение Х -фазы и карбидов. При скорости охлаждени  более 8 С/мин в инте вале температур от 1050 -до 850600°С количество выдел ющихс  карбидов и размер X- фазы заметно понижаютс . В результате понижаютс  пластичность и в зкость, особенно при эксплуатации, вследствие дополнительного выделени  мелкодисперсных упрочн ющих фаз. При скорости охлаждени  менее 0,5-С/мин происходит чрезмерный рост ( -выделений, привод щий к снижению прочности ниже допустимых величин. В то же врем  заметного увеличени  пластичности при такой скорости охлаждени  уже не наблюдаетс . Кроме того, режим охлаждени  со скоростью менее О,5-с/мин нежелателен из-за его большой продолжительности. Существенно , что нижний температурный предел непрерывного охлаждени  в предлагаемом способе составл ет 85О-60СРс в отличие от температуры 1ООО С дл  известного способ а. Прекращение замедленного ох57 лпждоишил проносееопкалки при температуре ЮООС и последующее охлаждение на воздухеобуслапливоог как недостаточно полное выделение карбидов (0,4-0,6%), так и по вление весьма мелкодисперсной так называемой i - фазы охлаждени . Во врем  последующего старени  при тем пературе 850°С карбиды выдел ютс  в мелкодисперсном виде, а размер 1 -фазы охлаждени  мало измен етс . Аналоги ное  вление, хот  и в несколько меньшей степени, имеет место при понижении конечной температуры замедленного охлаждени  до 950-90О С. Расширение диапазона регулируемого охлаждени  до SSO-eOO C позвол ет обеспечить как достаточно полное выделение карбидов (0,8-1,2 %), так V необходимый дл  увеличени  пласт5гческих свойств повышенный размер -выделений. В результате пластичность и в зкость после те(мической обработкк по предлагаемому способу 5шп ютс  повышенными по сравнению с пластичностью и р зкостью дл известного способа, несмотр  на одинаковое суммарное непрерывного реРежимы термической обработки сплавов ЭИ929ВД и ЭП22ОВД 5 гулируемого и ступенчатого охлаждени  соотеетственно. Расширение интервала непрерывного охлаждени  до температур менее нецелесообразно ввиду чрезвычайной заторможенности при этих температурах диффузионных процессов. Предлагаемый способ термической обработки был опробован на материале штатных заготовок катанного профил  0 ЗО мм из сплавов ЭИ929ВД и ЭП22ОВД, выплавленных в вакуумных дуговых печах аикостью 50О кг завода Этектросталь по стандартной технологии . 11л  сопоставлени  результате выполн лась также термическа  обработка по известному способу. Кроме того, проводилась термическЕШ обработка по опыт ным режимам дл  уточнени  предельных значений скоростей и температурных интервалов регулируемого охлаждени  в Процессе закалки. Режимы термической обработки приведены в табл. 1. Номера режимов, приведенные в табл. 1, используютс  в табп. 2 при описании результ тов эксперимента. Таблица 1

И70°С

ЭИ22ОВД 2 ч

И7СЯС

ЭИ22ОВД

2ч

ЭИ220ВД

3ч

117.0°С

10°/мин-. 080°С 8°/мт

-85О°С

1170°С

б /мин-

. 0,5°Л ин850°С

105О С, 1 1 час, воздух-

--в5О°С

см

а а н к

ю а

f35 g « 8

(N

со

97

данных табл. 2 следует, что применение предлагаемого способа термической обработки позвол ет резко повысить в зкость и пластичность при комнатной и повышенной температурах жаропрочных сппавс на никелевой основе типа ЭИ929ВД и ЭП22ОВД.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ термической обработки жаропрочных сплавов на основе никел , вкпюча1317510

   юпшй закалку и старение, отличаюш и и с   тем, что, с целью повышени  пластичности и в зкости, в процессе закапки производ т непрерывное рёгулируи ое 5 охлаждение со скоростью 6-1СЯС/мин в интервале температур HOQ-IOSO C и 8-О,5°С/мин в интервале - 1О5О-6ООс.

   Источники ивформадии, прин тые во внимание при экспертизе 101. Е. Е. Лдаин, Б. ГЛ. Пивн к. Отчет

   ЦКТИ № 122508/0-9315. Л.. 1977.