RU2477670C1 - Способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов - Google Patents
Способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2477670C1 RU2477670C1 RU2011153425/02A RU2011153425A RU2477670C1 RU 2477670 C1 RU2477670 C1 RU 2477670C1 RU 2011153425/02 A RU2011153425/02 A RU 2011153425/02A RU 2011153425 A RU2011153425 A RU 2011153425A RU 2477670 C1 RU2477670 C1 RU 2477670C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- finished product
- semi
- thin
- shell
- nickel alloys
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 11
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 abstract 2
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к производству изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов горячим изостатическим прессованием. Гранулами заполняют капсулу и проводят горячее изостатическое прессование с получением заготовки в оболочке. Оболочку удаляют по всей поверхности заготовки с получением полуфабриката, имеющего тонкие и массивные зоны, и проводят механическую обработку полуфабриката до объема, превышающего объем готового изделия не менее чем на 5%. Углы перехода между тонкой и массивной зонами полуфабриката выполняют радиусом не менее 3 мм. При обработке обеспечивают отношение толщин слоя металла, оставляемого на наружных поверхностях тонкой и массивной зоны под окончательную механическую обработку, не менее 1,4. Проводят термическую обработку и последующую окончательную механическую обработку до размеров готового изделия. Обеспечивается равномерная изотропная микроструктура материала, равномерность механических свойств, повышение прочностных характеристик материала и повышение выхода годного. 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности порошковой металлургии жаропрочных никелевых сплавов, и может быть использовано при производстве критических деталей типа дисков и валов для двигателестроения.
Известен способ изготовления изделий (заготовок дисков) из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов, включающий заполнение капсул гранулами, горячее изостатическое прессование капсул с гранулами и последующую термическую обработку заготовок без снятия капсульной стальной оболочки(«Крупногабаритные диски и валы из новых российских гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов для двигателей военных и гражданских самолетов». Автор: Гарибов Г.С. Технология легких сплавов, №2, 1997).
Стальная капсула, помимо всего прочего, снижает действие термических напряжений при термической обработке. Однако при использовании вышеуказанного способа изготовления изделий невозможно достичь высоких прочностных и жаропрочных характеристик изделий из более высоколегированных никелевых гранулированных материалов вследствие окисления стальной оболочки (капсулы) и образования окалины на поверхности заготовки при термообработке, препятствующей быстрому охлаждению обрабатываемого материала и формированию в нем равномерной изотропной микроструктуры с необходимым размером упрочняющей γ' фазы и, как следствие, однородности свойств во всем объеме изделий.
Известен способ изготовления изделий из гранулированных никелевых сплавов, включающий заполнение капсул гранулами и горячее изостатическое прессование, при этом удаление оболочки осуществляется в процессе горячего изостатического прессования (RU 2038193 С1, 27.06.1995), принятый в данном случае за прототип.
Однако при изготовлении изделий из высокопрочных высоколегированных никелевых гранулированных материалов нового класса типа ВВП с использованием решения-прототипа обеспечить равномерное быстрое охлаждение при термообработке во всех зонах заготовки под оболочкой и без оболочки (чистый металл) затруднительно, т.к. образующаяся на поверхности оставшейся части стальной оболочки окалина становится изолятором и препятствует охлаждению, что не позволяет обеспечить равномерную изотропную микроструктуру с необходимым размером упрочняющей γ' фазы и достичь высоких механических характеристик во всем объеме заготовки. При этом существует вероятность образования трещин на границе перехода «оболочка-чистый металл» вследствие не полностью устраняемой разницы термических напряжений в этих зонах. Указанные недостатки приводят к браку изделий и снижению выхода годного при производстве заготовок дисков и валов.
Предлагается способ изготовления изделий из гранул жаропрочных никелевых сплавов, включающий заполнение капсулы гранулами, горячее изостатическое прессование, предварительную обработку с полным удалением оболочки по всей поверхности заготовки, последующую механическую обработку полученного полуфабриката до объема, превышающего объем готового изделия не менее чем на 5%, с выполнением углов перехода между зонами полуфабриката с радиусом не менее 3 мм, исключающим возникновение термических напряжений, термическую обработку и окончательную механическую обработку до размеров готового изделия. При этом отношение толщин оставляемого под окончательную механическую обработку слоя металла на наружных поверхностях тонких и массивных зон должно составлять не менее 1,4.
Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что удаление стальной оболочки перед термообработкой ведут по всей поверхности заготовки с последующей механической обработкой полученного полуфабриката до объема, превышающего объем готового изделия не менее чем на 5%, с выполнением углов перехода между зонами полуфабриката с радиусом не менее 3 мм, что исключает возникновение термических напряжений, а после термической обработки проводят окончательную механическую обработку до размеров готового изделия. Отношение толщин оставляемого под окончательную механическую обработку слоя металла на наружных поверхностях тонких и массивных зон должно составлять не менее 1,4, что позволяет выровнять скорости охлаждения этих зон полуфабриката при термообработке.
Технический результат - получение равномерной изотропной микроструктуры материала изделия с более мелкой упрочняющей γ' фазой, обеспечение равномерности механических свойств во всем объеме изделия и достижение повышенных прочностных характеристик материала, исключение вероятности образования термических трещин в материале изделия, повышение выхода годного и, следовательно, снижение расхода дорогостоящих жаропрочных материалов.
Область применения: изготовление критических деталей (компонентов) для двигателестроения авиационной, космической, энергетической, газовой, морской и др. промышленности.
ПРИМЕР. Было изготовлено 3 заготовки диска шифра ДП 712 из гранул высокожаропрочного никелевого сплава ВВ751П методом металлургии гранул.
Заготовки дисков перед термообработкой подвергали предварительной механической обработке в соответствии с параметрами предлагаемого режима (способа), а также по прототипу.
Результаты испытаний механических свойств всех трех заготовок приведены в таблице 1.
Как видно из таблицы, при испытаниях диска №1 с отношением объемов материала, равном 5%, и отношением толщин слоев, равном 1,4, распределение механических свойств по объему изделия равномерное, а уровень свойств превышает требования ТУ.
При испытаниях диска №2 с отношением объемов материала, равном 25%, и отношением толщин слоев, равном 3, наблюдается аналогичная картина.
При испытаниях диска №3, изготовленного по способу-прототипу, имеют место пониженные свойства материала в зонах, находящихся под оболочкой, а также наличие мелких трещин на ступице в зоне перехода «чистый металл» - «металл под оболочкой».
Таким образом, предлагаемый способ позволяет достичь более высоких прочностных свойств материала при их равномерном распределении по объему по сравнению с прототипом при изготовлении заготовок дисков из гранул высокопрочного никелевого сплава ВВ751П, а также исключить появление брака заготовок по причине трещинообразования и тем самым повысить выход годного и снизить расход дорогостоящих дефицитных материалов.
По сравнению с прототипом увеличение предела прочности и предела текучести составляет не менее 3,5%.
Claims (1)
- Способ изготовления изделий, содержащих тонкую и массивную зоны, из гранулированных жаропрочных никелевых сплавов, включающий заполнение гранулами капсулы, горячее изостатическое прессование с получением заготовки в оболочке, удаление оболочки по всей поверхности заготовки с получением полуфабриката, механическую обработку полуфабриката до объема, превышающего объем готового изделия не менее чем на 5%, при этом углы перехода между тонкой и массивной зонами полуфабриката выполняют радиусом не менее 3 мм и обеспечивают отношение толщин слоя металла, оставляемого на наружных поверхностях тонкой и массивной зоны под окончательную механическую обработку, не менее 1,4, термическую обработку и последующую окончательную механическую обработку до размеров готового изделия.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011153425/02A RU2477670C1 (ru) | 2011-12-27 | 2011-12-27 | Способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011153425/02A RU2477670C1 (ru) | 2011-12-27 | 2011-12-27 | Способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2477670C1 true RU2477670C1 (ru) | 2013-03-20 |
Family
ID=49124385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011153425/02A RU2477670C1 (ru) | 2011-12-27 | 2011-12-27 | Способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2477670C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2556848C1 (ru) * | 2014-02-24 | 2015-07-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ получения изделий из гранулированных жаропрочных никелевых сплавов |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1739583C (ru) * | 1990-03-06 | 1994-09-15 | Акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" | Заготовка для горячего изостатического прессования осесимметричных изделий из металлических порошков |
| RU2038193C1 (ru) * | 1993-06-09 | 1995-06-27 | Акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" | Способ получения компактного материала |
| WO1995024286A1 (en) * | 1994-03-10 | 1995-09-14 | Man B & W Diesel A/S | A method of manufacturing a nozzle for a fuel valve, and a nozzle |
| EP0740589B1 (en) * | 1994-01-19 | 2001-06-13 | Söderfors Powder Aktiebolag | Method relating to the manufacturing of a composite metal product |
-
2011
- 2011-12-27 RU RU2011153425/02A patent/RU2477670C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1739583C (ru) * | 1990-03-06 | 1994-09-15 | Акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" | Заготовка для горячего изостатического прессования осесимметричных изделий из металлических порошков |
| RU2038193C1 (ru) * | 1993-06-09 | 1995-06-27 | Акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" | Способ получения компактного материала |
| EP0740589B1 (en) * | 1994-01-19 | 2001-06-13 | Söderfors Powder Aktiebolag | Method relating to the manufacturing of a composite metal product |
| WO1995024286A1 (en) * | 1994-03-10 | 1995-09-14 | Man B & W Diesel A/S | A method of manufacturing a nozzle for a fuel valve, and a nozzle |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2556848C1 (ru) * | 2014-02-24 | 2015-07-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ получения изделий из гранулированных жаропрочных никелевых сплавов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105154701B (zh) | 一种采用选择性激光熔化快速成形技术制备高温钛合金的方法 | |
| Konečná et al. | Microstructure and directional fatigue behavior of Inconel 718 produced by selective laser melting | |
| CN105562694B (zh) | 一种适用于增材制造零部件的热等静压三控方法 | |
| CN105112708B (zh) | 一种激光重熔扫描碳化物弥散增强铝合金的快速制造方法 | |
| Rawal et al. | Additive manufacturing of Ti-6Al-4V alloy components for spacecraft applications | |
| CN104263981B (zh) | 一种粉末冶金钛合金棒材的制备方法 | |
| JP2016529106A (ja) | 鍛造製品および他の加工製品の製造方法 | |
| JP2016529106A5 (ru) | ||
| RU2670827C2 (ru) | Аддитивное изготовление, обеспечивающее высокотемпературную пластичность и увеличенное время до разрушения | |
| CN110629014A (zh) | 一种双相钛合金增材构件激光冲击强化方法 | |
| CN110711862B (zh) | 一种6系铝合金的3d打印专用合金的制备方法 | |
| KR101330641B1 (ko) | 균일조직을 가지는 니켈기지 초내열합금 형상링의 제조방법 | |
| Samarov et al. | Fabrication of near-net-shape cost-effective titanium components by use of prealloyed powders and hot isostatic pressing | |
| CN107675112A (zh) | 一种超高强铝合金的包套变形方法 | |
| RU2477670C1 (ru) | Способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов | |
| CN104624914B (zh) | 径向锻应变诱发法制备发动机铝合金凸轮轴的半固态工艺 | |
| CN113134627A (zh) | 高富镍NiTi合金的选择性激光熔化加工方法和应用 | |
| CN108526381B (zh) | 一种超大型铝基复合材料环件的锻造方法 | |
| JP5588884B2 (ja) | マグネシウム合金鍛造ピストンの製造方法およびマグネシウム合金鍛造ピストン | |
| RU2483835C1 (ru) | Способ получения деталей газотурбинных двигателей с длительным ресурсом эксплуатации из порошковых никелевых сплавов | |
| CN107649687A (zh) | 一种提高喷射沉积超高强铝合金致密度的方法 | |
| CN104308455A (zh) | 一种置氢改善γ-TiAl合金锻造性能的方法 | |
| CN117619920A (zh) | 一种高γ′相含量高温合金的开坯方法及其应用 | |
| CN114074167A (zh) | 难变形铝合金盘饼类构件及其复合成形方法 | |
| RU2696000C1 (ru) | Способ изготовления мишени для наработки изотопа Мо-99 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161228 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20181009 |