UA81692U - Method for producing of blank of titanium alloys for blades of gas-turbine engines - Google Patents
Method for producing of blank of titanium alloys for blades of gas-turbine engines Download PDFInfo
- Publication number
- UA81692U UA81692U UAU201300173U UAU201300173U UA81692U UA 81692 U UA81692 U UA 81692U UA U201300173 U UAU201300173 U UA U201300173U UA U201300173 U UAU201300173 U UA U201300173U UA 81692 U UA81692 U UA 81692U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- blank
- titanium alloys
- blades
- workpiece
- turbine engines
- Prior art date
Links
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 7
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 102220514940 HMG domain-containing protein 3_S22E_mutation Human genes 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 229910000809 Alumel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Корисна модель належить до обробки металів тиском, а саме до виготовлення заготовок деталей з жароміцних титанових сплавів для газотурбінних двигунів, і може бути використана в авіадвигунобудуванні.The useful model belongs to the processing of metals by pressure, namely to the production of workpieces from heat-resistant titanium alloys for gas turbine engines, and can be used in aircraft engine construction.
Відомо спосіб термомеханічної обробки великогабаритних заготовок з титанових сплавів (11 переважно системи Ті-АІ-Мо-Ст-Бе-5Зі, що включає нагрів в В-область, деформацію при температурі нагріву зі ступенем 60-70 95, наступні деформації починають при температурі закінчення поліморфних перетворень, повторну деформацію в напрямку, перпендикулярному первісному, і остаточну деформацію в (арВ)-області, яку завершують при температурі двофазної області, що відповідає вмісту В-фази 25-40 95, безпосередньо, після чого здійснюють гартування у воді і старіння при 630-650 "С.There is a known method of thermomechanical processing of large workpieces made of titanium alloys (11 mainly Ti-AI-Mo-St-Be-5Zi systems, which includes heating in the B-region, deformation at a heating temperature with a degree of 60-70 95, subsequent deformations begin at the end temperature polymorphic transformations, repeated deformation in the direction perpendicular to the initial one, and the final deformation in the (arB)-region, which is completed at the temperature of the two-phase region, which corresponds to the content of the B-phase 25-40 95, directly, after which quenching in water and aging at 630-650 "S.
Недоліками даного способу є те, що первинна заготовка (пруток), яка вже пройшла складну деформаційну обробку, має проходити багаторазове нагрівання до температури поліморфного перетворення та деформацію. Це призводить до витрат великої кількості енергії та викликає окислення поверхні, що потребує подальшої обробки, а це ускладнює технологічний процес і підвищує вартість готового виробу (лопатки). Крім цього даний спосіб обробки не дозволяє отримувати одночасно високі міцність та пластичність в матеріалі заготовки.The disadvantages of this method are that the primary workpiece (bar), which has already undergone complex deformation treatment, must be repeatedly heated to the temperature of polymorphic transformation and deformed. This leads to the consumption of a large amount of energy and causes oxidation of the surface, which requires further processing, which complicates the technological process and increases the cost of the finished product (blade). In addition, this method of processing does not allow obtaining high strength and plasticity in the workpiece material at the same time.
Найбільш близьким до способу, що заявляється, є спосіб отримання ультрадрібнозернистих титанових заготовок (2Ї, що включає інтенсивну пластичну деформацію (ПД) заготовки з накопиченим логарифмічним ступенем деформації е24 шляхом пропускання її через матрицю з гвинтовим каналом, переріз якого є перпендикулярним до осі пресування та постійним вздовж неї, а кут нахилу гвинтової лінії до осі пресування змінюється по довжині або висоті матриці, маючи нульове значення на її початковій і кінцевій ділянках і подальшу термомеханічну обробку чергуванням холодної деформації зі ступенем 30-90 95 з проміжним і остаточним відпалом в інтервалі температур 250-500 "С протягом 0,5-2,0 год.The closest to the claimed method is the method of obtaining ultra-fine-grained titanium blanks (2Й, which includes intensive plastic deformation (PD) of the billet with an accumulated logarithmic degree of deformation e24 by passing it through a matrix with a helical channel, the section of which is perpendicular to the pressing axis and constant along it, and the angle of inclination of the helical line to the pressing axis changes along the length or height of the matrix, having a zero value at its initial and final sections and further thermomechanical treatment by alternating cold deformation with a degree of 30-90 95 with intermediate and final annealing in the temperature range of 250- 500 "C for 0.5-2.0 hours.
Недоліком цього способу є те, що ІПД піддають заготовку, яка пройшла попередню деформаційну обробку, а після ІПД заготовка піддається тривалому циклу термомеханічної обробки. Це також ускладнює технологічний процес і підвищує вартість лопатки. Також ця заготовка не може бути використана для виготовлення лопаток для газотурбінних двигунів, т. я. її мікроструктура не відповідає вимогам |З|.The disadvantage of this method is that IPD is subjected to a workpiece that has undergone previous deformation treatment, and after IPD the workpiece is subjected to a long cycle of thermomechanical treatment. This also complicates the technological process and increases the cost of the blade. Also, this workpiece cannot be used for the manufacture of blades for gas turbine engines, i.e. its microstructure does not meet the requirements |Z|.
Зо В основу корисної моделі поставлено задачу - розроблення способу виготовлення заготовки лопаток із жароміцних титанових сплавів, при якому забезпечується необхідний рівень механічних властивостей і мікроструктури, згідно з ІЗ), при зниженні витрат.The basis of the useful model is the task of developing a method of manufacturing blade workpieces from heat-resistant titanium alloys, which ensures the required level of mechanical properties and microstructure, according to the IZ), while reducing costs.
Поставлена задача вирішується способом виготовлення заготовки з титанових сплавів для лопаток газотурбінних двигунів, при якому заготовку піддають інтенсивній пластичній деформації з накопиченням логарифмічного ступеня деформації е24, а саме пропускають через матрицю з гвинтовим каналом, переріз якого є перпендикулярним до осі пресування та постійним уздовж неї, а кут нахилу гвинтової лінії до осі пресування змінюється по довжині або висоті матриці, маючи нульове значення на її початковій і кінцевій ділянках і остаточно відпалюють, згідно з корисною моделлю, як початкову заготовку використовують зливок, а відпал проводять в інтервалі температур 450-750 "С протягом 1,0 год., причому температуру відпалу вибирають залежно від необхідного співвідношення міцності та пластичності - з ростом температури підвищуються показники пластичності та знижується міцність.The task is solved by the method of manufacturing a workpiece from titanium alloys for the blades of gas turbine engines, in which the workpiece is subjected to intense plastic deformation with the accumulation of the logarithmic degree of deformation e24, namely, it is passed through a matrix with a helical channel, the section of which is perpendicular to the pressing axis and constant along it, and the angle of inclination of the helical line to the axis of pressing changes along the length or height of the matrix, having a zero value at its initial and final sections and is finally annealed, according to a useful model, an ingot is used as the initial billet, and annealing is carried out in the temperature range of 450-750 "C for 1.0 h., and the annealing temperature is chosen depending on the required ratio of strength and plasticity - as the temperature increases, the plasticity indicators increase and the strength decreases.
Досягнення необхідного рівня властивостей заготовки лопаток відбувається за рахунок інтенсивної зсувної деформації. З огляду на те, що площа перерізу гвинтового каналу стала, в ході процесу форма зливка та площа його поперечного перерізу не змінюються. Це дозволяє здійснювати багаторазове пресування для накопичення пластичної деформації та отримання однорідної субмікрокристалічної структури. Після ІПД проводиться відпал для забезпечення мікроструктури заданого типу (глобулярного чи бімодального) і підвищення відносного видовження та ударної в'язкості заготовки до рівня вимог ІЗ) При цьому відбувається релаксація напружень, що наведені ІПД. При проведенні відпалу при температурах нижче 450 7С мікроструктура та відносне видовження не відповідають вимогам ІЗ). При проведенні відпалу при температурах більше 750 "С мікроструктура та міцність не відповідають вимогамAchieving the required level of blade workpiece properties is due to intense shear deformation. Given that the cross-sectional area of the screw channel is constant, the shape of the ingot and its cross-sectional area do not change during the process. This allows multiple pressing to accumulate plastic deformation and obtain a uniform submicrocrystalline structure. After IPD, annealing is carried out to ensure the microstructure of the given type (globular or bimodal) and to increase the relative elongation and impact toughness of the workpiece to the level of requirements of IZ) At the same time, the stresses induced by IPD are relaxed. When annealing is carried out at temperatures below 450 7С, the microstructure and relative elongation do not meet the requirements of the IZ). When annealing at temperatures above 750 "C, the microstructure and strength do not meet the requirements
ІЗІ.ISI
Зниження собівартості заготовки лопатки здійснюється за рахунок скорочення технологічного процесу - використання як вихідної заготовки зливка (усувається технологічний ланцюг виготовлення пруткового напівфабрикату) та виключення термомеханічної обробки, яка підвищує міцність сплаву понад необхідний рівень і знижує відносне видовження та ударну в'язкість.The cost reduction of the blade workpiece is carried out due to the reduction of the technological process - the use of the ingot as the initial workpiece (the technological chain of bar semi-finished product production is eliminated) and the exclusion of thermomechanical processing, which increases the strength of the alloy above the required level and reduces the relative elongation and impact toughness.
Таким чином, нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують виявлення нових бо технічних властивостей - розроблено спосіб виготовлення заготовки лопаток із жароміцних титанових сплавів, при якому забезпечено необхідний рівень механічних властивостей і мікроструктури при зниженні витрат.Thus, new features when interacting with known features ensure the discovery of new technical properties - a method of manufacturing blade blanks from heat-resistant titanium alloys has been developed, which ensures the required level of mechanical properties and microstructure while reducing costs.
Для експериментальної перевірки пропонованого способу виготовили заготовки лопаток за наступною схемою. Призматичний зливок зі сплаву титану ВТ8ЗМ-1 піддавали ІПД за методомFor experimental verification of the proposed method, blade blanks were made according to the following scheme. A prismatic ingot made of VT8ZM-1 titanium alloy was subjected to IPD according to the method
І2І. Після деформування зливок виймали з матриці і охолоджували до кімнатної температури,I2I. After deformation, the ingot was removed from the matrix and cooled to room temperature,
Потім його піддавали виправленню і механічній обробці для зняття дефектного шару, після чого проводили відпал в інтервалі температур 450-750С протягом 1,0 год. Термообробку здійснювали в електричній печі типу СНО 4,0х8,0х2,6/10. Для контролю температури в робочій зоні печі застосовували хромель-алюмелеву термопару типу "ТТХА" (ГОСТ 3044-84). Запис і регулювання температури здійснювалася автоматичним потенціометром типу КСПЗ3З-П (ГОСТ 7164-78). Точність вимірювання температури складала ж5 "С. З отриманих заготовок вирізали зразки у повздовжньому напрямі, визначали тип мікроструктури сплаву та механічні властивості. Результати дослідження наведено у табл.Then it was subjected to correction and mechanical processing to remove the defective layer, after which annealing was carried out in the temperature range of 450-750C for 1.0 hours. Heat treatment was carried out in an electric furnace of the CHO type 4.0x8.0x2.6/10. To control the temperature in the working area of the furnace, a chromel-alumel thermocouple of the "TTXA" type (GOST 3044-84) was used. Recording and regulation of the temperature was carried out by an automatic potentiometer of the KSPZ3Z-P type (GOST 7164-78). The accuracy of the temperature measurement was 5 "С. Samples were cut from the obtained blanks in the longitudinal direction, the type of alloy microstructure and mechanical properties were determined. The results of the study are shown in the table.
ТаблицяTable
Властивості заготовок зі сплаву ВТ8М-1, що виготовлені за різними технологіями бал 350 | опозашкаллю | 1200 | 8 | 50 | 30 ( дослідна: температура / 600 | (2 | 1180 | ло | 42 | 40 відпалу,"С | 750. | юЮКкБ.Й2 юЮБи й | 990 | 13 | 35 | 42 900 | юю 5 ЇЇ 975 | 15 | з8 | 44Properties of blanks from the VT8M-1 alloy produced by various technologies score 350 | I'll be off the hook | 1200 | 8 | 50 | 30 ( experimental: temperature / 600 | (2 | 1180 | lo | 42 | 40 of annealing, "C | 750. | юХКкБ.Х2 юЮБы y | 990 | 13 | 35 | 42 900 | юю 5 ИЙ 975 | 15 | z8 | 44
Аналіз проведених досліджень показав, що використання запропонованого способу виготовлення заготовки лопатки із жароміцних титанових сплавів дозволяє забезпечити необхідний рівень механічних властивостей і мікроструктури при зниженні витрат.The analysis of the conducted studies showed that the use of the proposed method of manufacturing a blade blank from heat-resistant titanium alloys allows to ensure the required level of mechanical properties and microstructure while reducing costs.
Джерела інформації: 1. Пат. 1613505 5, МПКб С22Е 11/18. Способ термомеханической обработки крупногабаритньїх заготовок из титановьїх сплавов |Текст| / Шаповалова О.М., МогилевскаяSources of information: 1. Pat. 1613505 5, MPKb S22E 11/18. Method of thermomechanical processing of large-sized workpieces from titanium alloys |Text| / Shapovalova O.M., Mogilevskaya
Н.В., Метляков В.П., Золотько Е.В., Бьков С.А., Селезнева М.Н.; заявитель и патентообладатель Днепропетровский государственньй университет им. 300-летия воссоединения Украйньї с Россией. - Мо 4642785; заявл. 30.01.1989; опубл. 15.12.1990. 2. Пат. 2237109 КИ, МПК С22Е 11/18. Способ получения ультрамелкозернистьїх титановьмх заготовок |Текст| / Валиев Р.3., Салимгарееєв Х.Ш., Столяров В.В., Бейгельзимер Я.Е., ОрловN.V., V.P. Metlyakov, E.V. Zolotko, S.A. Bykov, M.N. Selezneva; applicant and patentee Dnipropetrovsk State University named after 300th anniversary of the reunification of Ukraine with Russia. - MO 4642785; statement 30.01.1989; published 15.12.1990. 2. Pat. 2237109 KY, IPC S22E 11/18. The method of obtaining ultra-fine-grained titanium blanks |Text| / Valiev R.3., Salimgareeev H.Sh., Stolyarov V.V., Beigelzimer Y.E., Orlov
Д.В., Сьнков С.Г., Решетов А.В.; заявитель и патентообладатель Уфимский государственньй авиационньій технический университет. - Мо 2003113094/02; заявл. 05.05.2003; опубл. 27.09.2004.D.V., S'nkov S.G., Reshetov A.V.; the applicant and patentee Ufa State Aviation Technical University. - MO 2003113094/02; statement 05/05/2003; published 27.09.2004.
Зо 3. Заготовки из титановьїх сплавов для изготовления лопаток. Технические условия: ОСТ 190006-86. - М.: ВИАМ, 1986. - 20 с.From 3. Blanks from titanium alloys for the manufacture of blades. Technical conditions: OST 190006-86. - M.: VIAM, 1986. - 20 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201300173U UA81692U (en) | 2013-01-03 | 2013-01-03 | Method for producing of blank of titanium alloys for blades of gas-turbine engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201300173U UA81692U (en) | 2013-01-03 | 2013-01-03 | Method for producing of blank of titanium alloys for blades of gas-turbine engines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA81692U true UA81692U (en) | 2013-07-10 |
Family
ID=52024662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201300173U UA81692U (en) | 2013-01-03 | 2013-01-03 | Method for producing of blank of titanium alloys for blades of gas-turbine engines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA81692U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2563083C1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Method of manufacture of long-length work piece from titanium alloy |
-
2013
- 2013-01-03 UA UAU201300173U patent/UA81692U/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2563083C1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Method of manufacture of long-length work piece from titanium alloy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102312118B (en) | Hot-working method for GH864 Waspaloy with accurately controlled structure | |
| KR101758956B1 (en) | Processing of alpha/beta titanium alloys | |
| CN102312112B (en) | Composite modifier for improving thermal fatigue performances of aluminum-silicon alloy | |
| CN101927312B (en) | Method for processing TC4 titanium alloy into forged rings | |
| CN103071744B (en) | Forging method for improving quasi-beta forging uniformity of slender rod-like TC18 titanium alloy forged piece | |
| JP6429519B2 (en) | Warm forming method of Al-Mg-Si alloy rolled sheet | |
| RU2013116806A (en) | TECHNOLOGICAL ROUTES FOR TITANIUM AND TITANIUM ALLOYS | |
| RU2644830C2 (en) | Manufacturing method of bar stock from alloys based on titanium intermetallide with ortho-phase | |
| JP2013023753A (en) | Method of manufacturing high-strength 7000 series aluminum alloy member and the high-strength 7000 series aluminum alloy member | |
| CN109457198B (en) | Aluminum alloy material with ultrahigh strength, corrosion resistance and low stress and preparation method thereof | |
| US20190300987A1 (en) | Alpha+beta titanium alloy extruded shape | |
| RU2536614C2 (en) | Production of bars and thin wires from titanium-nickel system alloy with shape memory effect | |
| CN105734473A (en) | Isothermal forging structure control method of TC17 titanium alloy | |
| RU2017137708A (en) | MARTEN STEEL STAINLESS STEEL, METHOD OF OBTAINING FROM AREA STATED STEEL AND CUTTING TOOL RECEIVED FROM SUCH A STEEL | |
| CN104707927A (en) | Hot working method for improving structure and performance of section-variable aluminum alloy die forging | |
| CN103173694A (en) | High temperature resistance fastening piece and manufacture method thereof | |
| JP6575756B2 (en) | Method for producing precipitation strengthened stainless steel | |
| UA81692U (en) | Method for producing of blank of titanium alloys for blades of gas-turbine engines | |
| RU2382686C2 (en) | Method of punching of blanks from nanostructured titanium alloys | |
| RU2003101680A (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE VALVE, METHOD OF ITS MANUFACTURE AND HEAT-RESISTANT TITANIUM ALLOY FOR IT | |
| JP5907083B2 (en) | Manufacturing method and equipment for seamless steel pipe with excellent toughness | |
| CN106521380A (en) | Hot quenching new process and application of large-size high-strength aluminum alloy forgings | |
| CN100552241C (en) | Magnesium-base alloy screw and manufacture method thereof | |
| CN103740986A (en) | Aluminum alloy wear-resisting material for automobile and method for preparing automobile component made of Al-Si-Cu-Mg alloy | |
| RU2520924C1 (en) | Production of disc-shape forged pieces from alloy of aluminium with ortho-phase titanium |