RU2158781C1 - Nickel-base alloy for single crystal seeds and method of its smelting - Google Patents
Nickel-base alloy for single crystal seeds and method of its smelting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2158781C1 RU2158781C1 RU99104059A RU99104059A RU2158781C1 RU 2158781 C1 RU2158781 C1 RU 2158781C1 RU 99104059 A RU99104059 A RU 99104059A RU 99104059 A RU99104059 A RU 99104059A RU 2158781 C1 RU2158781 C1 RU 2158781C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- temperature
- nickel
- alloy
- single crystal
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title claims abstract description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 35
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 claims description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 27
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 8
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 21
- WCJIUQVBQSTBDE-UHFFFAOYSA-N [Rh].[Re] Chemical compound [Rh].[Re] WCJIUQVBQSTBDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008574 Capsicum frutescens Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000946 Y alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- IKBUJAGPKSFLPB-UHFFFAOYSA-N nickel yttrium Chemical class [Ni].[Y] IKBUJAGPKSFLPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении монокристаллических изделий из жаропрочных сплавов заданной кристаллографической ориентации, например лопаток ГТД и ГТУ. The invention relates to metallurgy and can be used to obtain single-crystal products from heat-resistant alloys of a given crystallographic orientation, for example, GTE and GTU blades.
Для получения монокристаллических отливок из жаропрочных сплавов используют затравки из того же жаропрочного никелевого сплава или из чистого никеля, как в патентах США N 3915761, 3857436, 4580613; a.c. СССР N 462393 и др. To obtain single-crystal castings from heat-resistant alloys, seeds are used from the same heat-resistant nickel alloy or from pure nickel, as in US Pat. Nos. 3,915,761, 3,857,436, 4,580,613; a.c. USSR N 462393 and others.
Однако в этих случаях требуются сложные устройства, предохраняющие затравку от преждевременного ее расплавления и для создания необходимого температурного градиента на ней. However, in these cases, complex devices are required that protect the seed from its premature melting and to create the necessary temperature gradient on it.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является никелевый сплав для затравки по патенту РФ N 2021877, принятый нами за прототип. The closest in technical essence to the claimed is a nickel alloy for seed according to the patent of the Russian Federation N 2021877, adopted by us for the prototype.
Согласно прототипу для получения монокристаллических изделий из жаропрочных сплавов используют тугоплавкую затравку из сплава Ni-(5-20%)W, имеющего температуру плавления на 20-170oC выше, чем температура плавления сплава отливки.According to the prototype, for the production of single-crystal products from heat-resistant alloys, a refractory seed is used from a Ni- (5-20%) W alloy having a melting point of 20-170 o C higher than the melting temperature of the casting alloy.
Основным недостатком этого прототипа является то, что максимальные температуры плавления системы Ni-W ~ 1500-1510oC, в то время как максимальные рабочие температуры для получения монокристальных отливок находятся в диапазоне 1500-1580oC, что создает трудности в сохранении затравок без расплавления и дополнительно требует предохранять торцевую ее поверхность от образования окисной пленки нанесением слоя защитного покрытия.The main disadvantage of this prototype is that the maximum melting temperature of the Ni-W system is ~ 1500-1510 o C, while the maximum working temperatures for producing single-crystal castings are in the range of 1500-1580 o C, which creates difficulties in preserving seeds without melting and additionally requires to protect its end surface from the formation of an oxide film by applying a layer of protective coating.
Сплавы для затравок могут быть выплавлены в открытых индукционных печах. Способ выплавки включает загрузку шихты, ее расплавление, раскисление и слив металла (a. c. СССР N 372916). Данный способ выплавки сплава в открытых индукционных печах не позволяет получать сплав высокого качества. Раскисление кальцием малоэффективно, поскольку на воздухе последний окисляется на поверхности расплава. Seed alloys can be smelted in open induction furnaces. The method of smelting involves loading the mixture, its melting, deoxidation and discharge of metal (a. C. USSR N 372916). This method of smelting the alloy in open induction furnaces does not allow to obtain a high quality alloy. Calcium deoxidation is ineffective, since the latter is oxidized on the surface of the melt in air.
За прототип нами принят способ выплавки жаропрочного никелевого сплава для затравок в вакуумной индукционной печи. (Окороков, Шалимов "Производство стали и сплавов в вакуумных индукционных печах", Металлургия, 1972 г.). For the prototype, we adopted a method for smelting heat-resistant nickel alloy for seeds in a vacuum induction furnace. (Okorokov, Shalimov "Production of steel and alloys in vacuum induction furnaces", Metallurgy, 1972).
Процесс плавки включает загрузку шихты, ее расплавление под вакуумом, раскисление расплава углеродом, рафинирование расплава от примесей и слив металла. Для быстрого и равномерного распределения легирующих элементов в объеме металла применяют электромагнитное перемешивание. The smelting process includes loading the charge, melting it under vacuum, deoxidizing the melt with carbon, refining the melt from impurities, and draining the metal. For fast and uniform distribution of alloying elements in the metal volume, electromagnetic stirring is used.
Однако рассмотренный способ не может быть использован для выплавки сплавов на Ni-основе с повышенным содержанием тугоплавких элементов. Это связано с тем, что известная технология не регламентирует температурный режим плавки, который гарантировал бы эффективную гомогенизацию расплава, содержащего значительное количество тугоплавких металлов, температура плавления которых значительно выше температуры плавления никеля. В результате не происходит полного их растворения, и часть металлов остается после слива в плавильном тигле. However, the considered method cannot be used for smelting Ni-based alloys with a high content of refractory elements. This is due to the fact that the known technology does not regulate the temperature regime of smelting, which would guarantee effective homogenization of a melt containing a significant amount of refractory metals, the melting temperature of which is much higher than the melting temperature of nickel. As a result, their complete dissolution does not occur, and some of the metals remain after discharge in the melting crucible.
Технической задачей данного изобретения является разработка нового сплава на никелевой основе для монокристаллических затравок, имеющего повышенную температуру плавления, и способа его выплавки, обеспечивающего полную гомогенизацию сплава и его высокое качество, что позволит повысить выход годного при литье монокристаллических лопаток по макроструктуре. The technical task of this invention is the development of a new nickel-based alloy for single crystal seeds having a high melting point, and a method for its smelting, which ensures complete homogenization of the alloy and its high quality, which will increase the yield when casting single-crystal vanes by macrostructure.
Поставленная цель достигается тем, что предложен сплав, имеющий химсостав при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Один элемент из группы, включающей рений и родий - 25-50
Иттрий - 0,001-0,100
Никель - Остальное
Из химических элементов, повышающих температуру плавления никеля, до настоящего времени использовали только W в чистом виде или W с добавками Mo и Cr. Однако введение одного элемента из группы рений и родий (25-50%) с добавками иттрия позволит повысить температуру плавления сплава выше 1600oC, что превысит рабочие температуры процесса при получении монокристаллов жаропрочных сплавов, а это в свою очередь исключит возможность расплавления затравок независимо от местоположения формы с затравкой в нагревателе.This goal is achieved by the fact that the proposed alloy having a chemical composition in the following ratio of components, wt.%:
One element from the group comprising rhenium and rhodium - 25-50
Yttrium - 0.001-0.100
Nickel - Other
Of the chemical elements that increase the melting point of nickel, so far only W in pure form or W with additives of Mo and Cr have been used. However, the introduction of one element from the group of rhenium and rhodium (25-50%) with yttrium additives will increase the melting temperature of the alloy above 1600 o C, which will exceed the operating temperature of the process when producing single crystals of heat-resistant alloys, and this in turn eliminates the possibility of melting the seeds regardless Heater Seed Form Locations.
Передача монокристаллической структуры и кристаллографической ориентации от затравки к отливке происходит при этом не за счет расплавления части затравки, а за счет растворения торцевой части затравки заливаемым в форму расплавом. The transfer of the single-crystal structure and crystallographic orientation from the seed to the casting occurs in this case not due to the melting of a part of the seed, but due to the dissolution of the end part of the seed by the molten melt poured into the mold.
При введении в сплав одного элемента из группы Re (Re) в количестве менее 25% температура плавления сплава снижается до значений ниже 1520oC, т.е. до уровня сплава из Ni-W.When introducing into the alloy one element from the group Re (Re) in an amount of less than 25%, the melting point of the alloy decreases to below 1520 o C, i.e. to the alloy level of Ni-W.
Введение в сплав одного из указанных тугоплавких элементов в количестве, превышающем 50%, нецелесообразно из-за удорожания сплава; из-за того, что температура плавления полученного затравочного сплава (свыше 2500oC) значительно превысит максимальные рабочие температуры процесса литья монокристаллов из жаропрочных сплавов, в том числе и максимально возможные температуры нагрева керамических форм и стержней; а также из-за повышения несоответствия между кристаллическими решетками сплавов затравки и отливки. Последнее приведет к затруднению передачи ориентации от затравки в отливку и снижению выхода годного.The introduction into the alloy of one of these refractory elements in an amount exceeding 50% is impractical due to the rise in price of the alloy; due to the fact that the melting temperature of the obtained seed alloy (over 2500 o C) will significantly exceed the maximum working temperature of the process of casting single crystals of heat-resistant alloys, including the maximum possible heating temperatures of ceramic molds and rods; and also due to an increase in the mismatch between the crystal lattices of the seed and cast alloys. The latter will lead to the difficulty of transferring the orientation from the seed to the casting and reduce the yield.
Способ получения предложенного сплава включает следующие операции: загрузку шихты, состоящей из никеля и рения (или родия), ее расплавление в вакуумной индукционной печи, проведение двух-четырехразового термоциклирования расплава до температуры 1660-1780oC при подаче максимальной мощности на индуктор, выдержку расплава при этой температуре, охлаждение расплава до температуры 1630-1650oC и одновременное электромагнитное перемешивание расплава, а затем разливку металла. При этом соотношение продолжительности периодов нагрева и выдержки расплава к периоду охлаждения и перемешивания в цикле равно (2-3) : (1- 1,5). За 1-10 мин до начала разливки расплав раскисляют иттрием.The method of obtaining the proposed alloy includes the following operations: loading the mixture, consisting of nickel and rhenium (or rhodium), its melting in a vacuum induction furnace, conducting two to four times thermal cycling of the melt to a temperature of 1660-1780 o C when applying maximum power to the inductor, holding the melt at this temperature, cooling the melt to a temperature of 1630-1650 o C and simultaneous electromagnetic stirring of the melt, and then casting the metal. In this case, the ratio of the duration of heating periods and holding the melt to the cooling and stirring periods in the cycle is (2-3): (1-1.5). 1-10 minutes before casting, the melt is deoxidized with yttrium.
Сплавы, предназначенные для изготовления затравок для отливки монокристаллических лопаток, должны быть полностью гомогенными по составу и иметь низкое содержание неметаллических включений, прежде всего оксидов. Однако получение гомогенного металла при сплавлении рения (или родия), имеющего температуру плавления 3340oC (1966oC - для Rh) и удельный вес - 20,9 г/см3 (12,4 г/см3 - у Rh) с никелем, температура плавления которого равна 1455oC и удельный вес 8,90 г/см3, является довольно сложной задачей. В связи с этим для проведения эффективной гомогенизации и раскисления металла необходим правильный выбор температурного режима плавки и перемешивания.Alloys intended for the manufacture of seeds for casting single-crystal vanes must be completely homogeneous in composition and have a low content of non-metallic inclusions, primarily oxides. However, obtaining a homogeneous metal by alloying rhenium (or rhodium) having a melting point of 3340 o C (1966 o C for Rh) and a specific gravity of 20.9 g / cm 3 (12.4 g / cm 3 for Rh) s nickel, whose melting point is equal to 1455 o C and a specific gravity of 8.90 g / cm 3 is a rather difficult task. In this regard, to conduct effective homogenization and deoxidation of the metal, the correct choice of the temperature regime of melting and mixing is necessary.
Нагрев металла до температуры менее 1660oC не позволяет полностью расплавить и растворить рений (родий) в расплаве. Нагрев металла свыше 1780oC не приводит к улучшению растворения и распределения рения (родия) в расплаве, однако при этом возможно взаимодействие расплава с керамической футеровкой тигля и загрязнение металла неметаллическими включениями.Heating the metal to a temperature of less than 1660 o C does not allow to completely melt and dissolve rhenium (rhodium) in the melt. Heating the metal above 1780 o C does not lead to an improvement in the dissolution and distribution of rhenium (rhodium) in the melt, however, it is possible that the melt interacts with the ceramic lining of the crucible and contaminates the metal with non-metallic inclusions.
Нагрев металла до температуры 1660 - 1780oC и последующая выдержка способствуют полному растворению рения (родия) в расплаве. Последующее перемешивание металла позволяет выравнить концентрацию рения (родия) по высоте жидкой ванны. Отключение подогрева металла, находящегося в тигле печи в период перемешивания, позволяет уменьшить взаимодействие расплава с керамической футеровкой тигля и предотвратить засорение металла неметаллическими включениями.Heating the metal to a temperature of 1660 - 1780 o C and subsequent exposure contribute to the complete dissolution of rhenium (rhodium) in the melt. Subsequent mixing of the metal makes it possible to equalize the concentration of rhenium (rhodium) by the height of the liquid bath. Disabling the heating of the metal in the crucible of the furnace during the mixing period reduces the interaction of the melt with the ceramic lining of the crucible and prevents clogging of the metal with non-metallic inclusions.
Соотношение продолжительности периода нагрева и выдержки расплава к периоду охлаждения и перемешивания в цикле должно составлять (2-3) : (1-1,5). При большем соотношении не удается обеспечить удовлетворительного усреднения расплава, поскольку основное количество рения (родия) остается в нижней части тигля. При этом температура расплава смещается в область очень высоких температур, в результате чего имеет место взаимодействие расплава с футеровкой тигля и загрязнение неметаллическими включениями. При меньшем соотношении дальнейшего усреднения расплава не происходит, температура расплава смещается в область очень низких температур, жидкотекучесть (вязкость) расплава снижается и условия усреднения расплава заметно ухудшаются. Оптимальное количество циклов составляет от 2 до 4. The ratio of the duration of the heating period and the exposure of the melt to the period of cooling and mixing in the cycle should be (2-3): (1-1.5). With a larger ratio, it is not possible to provide a satisfactory averaging of the melt, since the bulk of rhenium (rhodium) remains in the lower part of the crucible. In this case, the melt temperature shifts to the region of very high temperatures, as a result of which the melt interacts with the lining of the crucible and is contaminated with non-metallic inclusions. With a smaller ratio, further melt averaging does not occur, the melt temperature shifts to very low temperatures, the fluidity (viscosity) of the melt decreases and the melt averaging conditions noticeably worsen. The optimal number of cycles is from 2 to 4.
Перед сливом расплав раскисляют иттрием, который вводят в расплав за 1-10 мин до начала разливки, при этом остаточное содержание иттрия в металле должно быть в пределах 0,001-0,100%. При введении иттрия менее чем за 1 мин до слива процесс раскисления расплава не успевает закончиться и в готовом расплаве наблюдается повышенное содержание неметаллических включений. При введении иттрия более чем за 10 мин до начала разливки имеет место вторичное окисление расплава, поскольку иттрий взаимодействует с керамическим материалом тигля. Before discharge, the melt is deoxidized with yttrium, which is introduced into the melt 1-10 minutes before casting, while the residual content of yttrium in the metal should be in the range of 0.001-0.100%. With the introduction of yttrium less than 1 min before the discharge, the process of deoxidation of the melt does not have time to end and in the finished melt there is an increased content of non-metallic inclusions. With the introduction of yttrium more than 10 minutes before the casting begins, secondary oxidation of the melt takes place, since yttrium interacts with the ceramic material of the crucible.
Пример
Сплав на никелевой основе для монокристаллических затравок с расчетным содержанием рения в сплаве 33% выплавляли в вакуумной индукционной печи в тигле емкостью 100 кг. На дно тигля загрузили часть никеля, затем послойно загрузили рений и остальной никель. При плавке поддерживали вакуум в печи не свыше 4•10-2 мм рт.ст. После расплавления шихты и нагрева металла до температуры 1660oC в течение 6 мин приступали к гомогенизирующей обработке (термоциклированию) расплава. Для этого металл выдерживали при указанной температуре в течение 4 мин, затем отключали мощность и через 2 мин включали электромагнитное перемешивание на 3 мин. Температура расплава после окончания перемешивания составляла 1630oC. Всего провели 3 таких цикла. В конце последнего цикла за 5 мин до начала разливки металла в расплав добавили раскислитель - иттрий в виде лигатуры никель-иттрий. После окончания процесса раскисления приступили к сливу металла в чугунные кокили.Example
A nickel-based alloy for single-crystal seeds with a calculated rhenium content in the alloy of 33% was smelted in a 100 kg crucible in a vacuum induction furnace. At the bottom of the crucible, part of the nickel was loaded, then rhenium and the rest of the nickel were loaded in layers. During smelting, the vacuum in the furnace was maintained no more than 4 • 10 -2 mm Hg. After the charge was melted and the metal was heated to a temperature of 1660 ° C for 6 min, homogenizing treatment (thermal cycling) of the melt was started. For this, the metal was kept at the indicated temperature for 4 minutes, then the power was turned off and after 2 minutes the electromagnetic stirring was switched on for 3 minutes. The temperature of the melt after mixing was 1630 o C. In total, 3 such cycles were conducted. At the end of the last cycle, 5 minutes before the start of casting of the metal, a deoxidizer, yttrium in the form of a nickel-yttrium alloy, was added to the melt. After the deoxidation process was completed, the metal was drained into cast-iron molds.
В табл. 1 приведен химсостав предлагаемого сплава для затравок при различном соотношении компонентов. In the table. 1 shows the chemical composition of the proposed alloy for seeds with different ratios of components.
В табл. 2 приведены различные технологические параметры выплавки некоторых сплавов для монокристаллических затравок из табл. 1. Для оценки качества сплава исследовали металл из первого и последнего кокилей на содержание рения (родия) и кислорода. In the table. 2 shows the various technological parameters of the smelting of some alloys for single crystal seeds from table. 1. To assess the quality of the alloy, the metal from the first and last chillies was examined for the content of rhenium (rhodium) and oxygen.
Как видно из табл. 2, использование композиций согласно изобретению позволяет получить качественный гомогенный сплав по тугоплавким элементам и с низким содержанием кислорода (плавки 2, 3, 4, 8, 9). Для сравнения с предлагаемым способом приведена плавка 1, выплавленная в соответствии с прототипом. Видно, что плавка 1 не позволила получить качественную отливку (большой брак по химсоставу). Отклонение от предлагаемых параметров ведет к браку по содержанию рения (родия) (плавка 6) или к снижению качества металла вследствие загрязнения его кислородом (плавки 5, 7). As can be seen from the table. 2, the use of the compositions according to the invention allows to obtain a high-quality homogeneous alloy with refractory elements and low oxygen content (melts 2, 3, 4, 8, 9). For comparison with the proposed method is shown melting 1, smelted in accordance with the prototype. It can be seen that melting 1 did not allow to obtain a high-quality casting (a large defect in chemical composition). Deviation from the proposed parameters leads to rejects in the content of rhenium (rhodium) (heat 6) or to a decrease in the quality of the metal due to its pollution with oxygen (
Использование изобретения позволит получать тугоплавкий никелевый сплав высокого качества для изготовления затравок. Применение затравок из никелевого сплава с повышенной температурой плавления расширит возможности технологического процесса, позволит повысить рабочие температуры при отливке монокристаллических лопаток ГТД и ГТУ заданной КГО, увеличит выход годного по макроструктуре на 7-10%. Using the invention will allow to obtain a high-melting nickel alloy of high quality for the manufacture of seeds. The use of seeds from a nickel alloy with an increased melting point will expand the capabilities of the process, increase the working temperatures during casting of single-crystal GTE and GTU blades of a given KGO, and increase the yield by macrostructure by 7-10%.
Claims (3)
Один элемент из группы, включающей рений и родий - 25 - 50
Иттрий - 0,001 - 0,1
Никель - Остальное
2. Способ выплавки сплава на никелевой основе для монокристаллической затравки, отличающийся тем, что осуществляют загрузку шихты, ее расплавление под вакуумом, термоциклирование расплава путем нагрева до температуры 1660 - 1780oC, выдержки при этой температуре и охлаждения до температуры 1630 - 1650oC с одновременным электромагнитным перемешиванием в процессе охлаждения, раскисление расплава и его разливку, при этом продолжительность нагрева и выдержки расплава относится к периоду охлаждения и перемешивания расплава как (2-3) : (1-1,5).1. Nickel-based alloy for single crystal seeds containing a refractory element, characterized in that it additionally contains yttrium, and as a refractory element contains one element from the group comprising rhenium and rhodium, in the following ratio, wt.%:
One element from the group of rhenium and rhodium - 25 - 50
Yttrium - 0.001 - 0.1
Nickel - Other
2. A method of smelting a nickel-based alloy for single-crystal seeding, characterized in that the charge is loaded, melted under vacuum, the melt is thermally cycled by heating to a temperature of 1660 - 1780 o C, holding at this temperature and cooling to a temperature of 1630 - 1650 o C with simultaneous electromagnetic stirring during cooling, deoxidation of the melt and its casting, while the duration of heating and holding the melt refers to the period of cooling and mixing of the melt as (2-3): (1-1.5).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99104059A RU2158781C1 (en) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | Nickel-base alloy for single crystal seeds and method of its smelting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99104059A RU2158781C1 (en) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | Nickel-base alloy for single crystal seeds and method of its smelting |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2158781C1 true RU2158781C1 (en) | 2000-11-10 |
Family
ID=20216542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99104059A RU2158781C1 (en) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | Nickel-base alloy for single crystal seeds and method of its smelting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2158781C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2215804C2 (en) * | 2001-10-08 | 2003-11-10 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Nickel-base heat-resistant alloy and article made of thereof |
| US6740176B2 (en) * | 2000-05-20 | 2004-05-25 | Rolls-Royce Plc | Single crystal seed alloy |
| RU2255130C1 (en) * | 2003-12-30 | 2005-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Alloy for single-crystal seeds |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU369162A1 (en) * | 1967-02-01 | 1973-02-08 | THE UNION METHOD FOR TREATING NICKEL MELTING ^, .-, J.tsn..tgve ^; '^ FГЦ5!' | |
| US4580613A (en) * | 1982-08-05 | 1986-04-08 | Howmet Turbine Components Corporation | Method and mold for casting articles having a predetermined crystalline orientation |
| RU2021877C1 (en) * | 1990-06-29 | 1994-10-30 | Корякин Сергей Владимирович | Method to produce castings of monocrystal structure |
| SU1475172A1 (en) * | 1987-05-18 | 1995-01-27 | В.В. Сидоров | Method of production of high-temperature alloys on nickel base for single-crystal casting |
-
1999
- 1999-02-26 RU RU99104059A patent/RU2158781C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU369162A1 (en) * | 1967-02-01 | 1973-02-08 | THE UNION METHOD FOR TREATING NICKEL MELTING ^, .-, J.tsn..tgve ^; '^ FГЦ5!' | |
| US4580613A (en) * | 1982-08-05 | 1986-04-08 | Howmet Turbine Components Corporation | Method and mold for casting articles having a predetermined crystalline orientation |
| SU1475172A1 (en) * | 1987-05-18 | 1995-01-27 | В.В. Сидоров | Method of production of high-temperature alloys on nickel base for single-crystal casting |
| RU2021877C1 (en) * | 1990-06-29 | 1994-10-30 | Корякин Сергей Владимирович | Method to produce castings of monocrystal structure |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6740176B2 (en) * | 2000-05-20 | 2004-05-25 | Rolls-Royce Plc | Single crystal seed alloy |
| RU2215804C2 (en) * | 2001-10-08 | 2003-11-10 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Nickel-base heat-resistant alloy and article made of thereof |
| RU2255130C1 (en) * | 2003-12-30 | 2005-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Alloy for single-crystal seeds |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4248630A (en) | Method of adding alloy additions in melting aluminum base alloys for ingot casting | |
| CN101994019B (en) | Method for preparing nickel-based alloy by stepwise adding carbon in melting process | |
| CN102719682B (en) | Smelting method of GH901 alloy | |
| US11473179B2 (en) | Method for preparing high-strength, dissolvable magnesium alloy material | |
| CN109913702A (en) | A preparation process of nickel-based superalloy with high content of refractory elements | |
| CN106270423B (en) | A kind of method in current-conductive mold electroslag remelting control ingot solidification tissue direction | |
| RU2618038C2 (en) | Method for obtaining a heat-resistant alloy based on niobium | |
| RU2572117C1 (en) | Method of production of superalloys based on nickel and alloyed by rare-earth metals | |
| JPS591650A (en) | Metal alloy manufacture | |
| CN116657001B (en) | Nickel-based high-temperature alloy and preparation method thereof | |
| WO2024149404A1 (en) | Disk-shaft integrated turbine disk and preparation method therefor | |
| RU2158781C1 (en) | Nickel-base alloy for single crystal seeds and method of its smelting | |
| CN111139364A (en) | Manufacturing method of over 40 tons of 9Ni large steel ingots | |
| RU2297466C2 (en) | Monocrystal nickel heat-resistant alloy | |
| JPH049629B2 (en) | ||
| JP7292211B2 (en) | Superalloy manufacturing method | |
| CN108950269A (en) | A kind of smelting process controlling impurity content in K438 master alloy | |
| SU1479542A1 (en) | Method of producing titanium-containing alloying compositions | |
| CN108149082B (en) | A kind of Al-Mo master alloy and preparation method thereof | |
| CN118639055A (en) | Nickel-boron-aluminum intermediate alloy for high-temperature alloy and preparation method thereof | |
| CN115927891B (en) | Nickel-phosphorus intermediate alloy and preparation method thereof | |
| RU2392338C1 (en) | Method of heat-resistant nickel-based cast alloy obtainment | |
| CN106191485A (en) | ZL205A aluminium alloy and liquid forging forming process structure property uniformity control method thereof | |
| Mikuszewski et al. | The Induction vacuum smelting of Co-Al-W superalloys–optimizing the feedstock based on the alloy's chemical composition, elemental segregation, and slag formation | |
| RU2035521C1 (en) | Method for production of heat-resistant cast nickel alloys and castings with directional and monocrystalline structure |