RU1770014C

RU1770014C - Способ раскатки дисков

Info

Publication number: RU1770014C
Application number: SU904841997A
Authority: RU
Inventors: Риф Гайзуллович Баймурзин; Юрий Нестерович Чумало; Вераника Евгеньевна Карпачева
Priority date: 1990-04-04
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1992-10-23

Abstract

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий типа дисков газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов. Способ обработки жаропрочных сплавов на основе никел заклю чаетс в нагреве до температуры 1000- 1100&deg;С, деформации методом раскатки в услови х сверхпластичности материала диска в направлении от оси заготовки к периферии наклонными к плоскости диска приводными консольными роликами, попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси заготовки, причем пары раскатных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проход щей через ось прокатки на величину, равную половине диаметра раскатного ролика, причем взаимные скорости вращени роликов задают с рассогласованием 3-6% относительно заготовки и 6-12% относительно друг друга. Способ позвол ет получить следующие свойства дисков: с% 147-150 кг/мм2; OQI-- 97-101 кг/мм2: (5 21-27 %. 1 табл.

Description

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий типа дисков газотурбинных двигателей (ГТД).

Известен способ прокатки дисков, при котором заготовку вращают и прокатывают в услови х сверхплзстичности ее материала в направлении от оси прокатки приводными консольными попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси прокатки роликами (1). Так как диски ГТД работают при больших температурах, высоком давлении, то они должны обладать высокими служебными свойствами. Однако, вышеупом нутый способ не обеспечивает необходимый уровень служебных свойств издели , а также имеет существенный недостаток - высокие удельные усили раскатки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому решению вл етс способ прокотки, выбранный авторами за прототип, отличающийс от вышеописанного тем, что пары раскатных консольных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проход щей через ось прокатки на величину , равную 0.1 ...0.5 среднего значени радиуса нейтрального сечени роликов. За счет этого достигаетс снижение удельных усилий прокатки, однако служебные свойства существенно не повышаютс .

Целью данного изобретени вл етс повышение механических и служебных свойств дисков газотурбинных двигателей из жаропрочных сплавов на основе нигел .

Заготовку нагревают до 1000-1100°С и деформируют методом раскатки в услози х

sl

ч о

Јь

сверхпластичности материала диска в направлении от оси заготовки к периферии наклонными к плоскости диска приводными консольными роликами, попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси заготовки, причем пары раскатных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проход щей через ось прокатки, на величину, равную половине диаметра раскатного ролика, причем взаимные скорости вращени роликов задают с рассогласованием 3-6% относительно заготовки и 6-12% относительно друг друга.

Прокатка заготовок смещенными относительно горизонтальной плоскости роликами , вращающимис с рассогласованием скоростей привела к образованию радиальной металлофизической текстуры металла, турбулентной закрутки волокон в направлении вращени заготовки. Так как заготовку вращают вокруг горизонтальной оси прокатки, то этим исключаетс коробление раскатываемой заготовки. Благодар смещению роликов относительно горизонтальной плоскости, проход щей через ось прокатки, не происходит наплав металла перед роликами. При прокатке предложенным способом в зоне деформировани происходит увеличение сдвиговых напр жений . За счет выделени у -фазы происходит рост карбидообразующих элементов, при этом содержание углерода остаетс таким же, что и раньше. Карбиды оказывают благопри тное действие на предел длительной прочности при высоких температурах, вли ют на химическую стабильность матрицы . Нар ду с увеличением карбидов типа МеС.МебС, происходит уменьшение объемной доли карбидов типа Ме2зСе. Увеличиваетс объемна дол зерногрзничного проскальзывани в зоне деформировани , вследствие чего увеличиваетс проскальзывание по границам зерен, что в свою очередь снижает усили деформации. Помимо карбидов образуетс и избыточна у1 -фаза. котора обволакивает их и границу зерна, пластичным и стойким к ползучести слоем. Прокатка заготовок дисков наклонными к плоскости приводными консольными роликами , попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси заготовки, причем пары раскатных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проход щей через ось прокатки, на величину, равную половине диаметра раскатного ролика, взаимные скорости вращени которых задают с рассогласованием на 3-6% относительно друг друга, обеспечивает повышение механических свойств дисков.

Авторам из патентной и научно-технической литературы совокупность отличительных признаков не известа.

Предварительно нагретую заготовку вращают и прокатывают в услови х сверхпластичности ее материала в направлении от оси прокатки наклонными к плоскости

0 прокатки приводными консольными роликами , попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси прокатки. Заготовку прокатывают одновременно обеими парами роликов, располо5 женными на одинаковом рассто нии г от оси прокатки. В процессе прокатки заготовку вращают вокруг горизонтальной оси прокатки , помимо этого, дл исключени наплыва металла перед роликами прокаты0 взют роликами, смещенными относительно горизонтальной плоскости, проход щей через ось прокатки, в направлении, противоположном направлению вращени заготовки на величину ДЬ, равную полови5 не диаметра раскатного ролика. В процессе прокатки заготовку вращают со скоростью V. Вращение роликов задают с рассогласованием скоростей. Скорость 1-й пары роликов можно записать в виде:

0Vi V + (3-6)%V

V2 V-(3-6)%V

Предложенный способ осуществл ли на стане СРД-800.

В качестве материала дл исследовани

5 использовали жаропрочный сплав на основе никел - ЭП742У.

После предварительно гетеропзнизиру- ющего отжига из однофазной области, а также осадки в квазиизотермических услови х

0 на прессе усилием 1600 т.е. из цилиндрических заготовок D 200 и Н 260 мм получены заготовки под раскатку г. ультрамелкозернистой структурой типа микродуплекс со средним размером dy 1.. После

5 осадки шайбы раскатывают в услови х сверхпластичности Дл заготовок из жаропрочных никелевых сплавов (ЭП742У) температура деформации составл ла 1000. .1100° С при скорости деформации ....

0 Особенностью предлагаемого способа раскатки вл етс уменьшение п тна контакта и обусловленного этим уменьшением величины проскальзывани , а также снижение усилий раскатки. В результате прове5 денного эксперимента были ул/чшены механические свойства издели . Величина рассогласовани (3 6%) получена практически и установлена оптимальна величина

рассогласовани 4%, при которой механические свойства наиболее высокие, это видно из графика и приведенной таблицы.

Величина смещени оси ролика относительно горизонтальной плоскости, проход - щей врез ось прокатки Ah, равна половине диаметра роликов. Оптимальное рассто ние Д h также определено практически.

Предложенный способ раскатки дисков газотурбинных двигателей экономичен, так как уменьшаетс вес издели с 52 до 42 кг. за счет чего уменьшаетс расход металла с 52205 кг (на 1000 шт.) до 42000 кг. Затраты на металл сократились с 1305125 рублей до 1044100 руб. Уменьшение массы диска при- водит к уменьшению массы двигател , что в свою очередь облегчает всю конструкцию самолета, а также снижаетс расход топлива , потребл емого двигателем. Данный способ менее энергоемок, так как оборудо- вание, примен емое дл изготовлени , имеет меньшие усили . Снижение усилий деформации ведет к увеличению стойкости инструмента .

Claims

Формула изобретени Способ раскатки дисков, преимущественно их жаропрочных никелевых сплавов, включающий раскатку в услови х сверхпластичности в направлении от оси заготовки к периферии наклонными к плоскости диска приводными консольными роликами, попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси заготовки, причем пары раскатных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проход щей через ось прокатки на величину , равную половине диаметра раскатного ролика, от л ичающийс тем, что, с целью повышени механических свойств, взаимные скорости вращени роликов задают с рассогласованием 3-6% относительно заготовки и 6-12% относительно друг друга.