RU2697684C1 - Method of stage-by-stage quenching of blanks from granulated heat-resistant nickel alloys - Google Patents
Method of stage-by-stage quenching of blanks from granulated heat-resistant nickel alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2697684C1 RU2697684C1 RU2018124620A RU2018124620A RU2697684C1 RU 2697684 C1 RU2697684 C1 RU 2697684C1 RU 2018124620 A RU2018124620 A RU 2018124620A RU 2018124620 A RU2018124620 A RU 2018124620A RU 2697684 C1 RU2697684 C1 RU 2697684C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- stage
- quenching
- cooling
- capsule
- Prior art date
Links
- 238000010791 quenching Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000003570 air Substances 0.000 description 8
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности, к способу термической обработки (закалки) заготовок (дисков, валов и др.) из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов.The present invention relates to the field of metallurgy, in particular, to a method for heat treatment (hardening) of workpieces (disks, shafts, etc.) from granular heat-resistant nickel alloys.
Известен способ закалки заготовок из гранулируемого жаропрочного никелевого сплава ЭП741НП (патент РФ №2455383), включающий нагрев до температуры на 5-25°С выше температуры сольвуса, выдержку при этой температуре в течение 3-4 часов, закалочное охлаждение со скоростью выше 20°С/мин и последующее трехступенчатое старение (910°С, 3 ч + 750°С, 8 ч + 700°С, 8 ч + 700°С, 17 ч). Известен также способ закалки заготовок из гранулируемого жаропрочного никелевого сплава ВВ751П (патент РФ №2453398), включающий нагрев до температуры на 5-20°С выше температуры сольвуса, выдержку при этой температуре в течение 2-6 часов, закалочное охлаждение со скоростью выше 25°С/мин и последующее двухступенчатое старение (780°С, 16 ч + 700°С, 16 ч). Нагрев до заданной температуры, выдержка заготовок в печи, а также закалочное охлаждение заготовок в соответствии с описываемыми в патентах способами проводятся на воздухе.A known method of hardening workpieces from a granular heat-resistant nickel alloy EP741NP (RF patent No. 2455383), including heating to a temperature of 5-25 ° C above the solvus temperature, holding at this temperature for 3-4 hours, quenching cooling at a speed above 20 ° C / min and subsequent three-stage aging (910 ° С, 3 h + 750 ° С, 8 h + 700 ° С, 8 h + 700 ° С, 17 h). There is also a method of hardening workpieces from granular heat-resistant nickel alloy BB751P (RF patent No. 2453398), which includes heating to a temperature of 5-20 ° C above the solvus temperature, holding at this temperature for 2-6 hours, quenching cooling at a speed above 25 ° C / min and subsequent two-stage aging (780 ° C, 16 h + 700 ° C, 16 h). Heating to a predetermined temperature, holding the blanks in the furnace, and also quenching cooling of the blanks in accordance with the methods described in the patents are carried out in air.
Общим недостатком указанных способов закалки заготовок является то, что закалочное охлаждение на воздухе не может быть осуществлено с требуемой для обеспечения нужных прочностных свойств высокой скоростью. Так, в соответствии с экспериментальными данными по замеру скоростей охлаждения поверхности обточенных заготовок (без капсулы) из жаропрочного никелевого сплава ЭП741НП в диапазоне температур 1100-800°С на спокойном воздухе скорость охлаждения составляет ~ 10-20°С/мин. В случае охлаждения заготовок вентилятором с двух сторон скорость охлаждения несколько выше - ~ 20-40°С/мин.A common disadvantage of these methods for hardening billets is that quenching cooling in air cannot be carried out with the high speed required to provide the required strength properties. Thus, in accordance with experimental data on the measurement of the cooling rates of the surface of turned workpieces (without capsule) made of heat-resistant nickel alloy EP741NP in the temperature range 1100-800 ° С in calm air, the cooling rate is ~ 10-20 ° С / min. In the case of cooling the workpieces by a fan on both sides, the cooling rate is slightly higher - ~ 20-40 ° C / min.
Из-за низкой скорости закалочного охлаждения прочностные свойства материала заготовок при комнатной температуре (σВ и σ0.2) недостаточно высоки. Причиной пониженных прочностных свойств является повышенный средний размер частиц упрочняющей γ'-фазы в объеме зерен. В сплаве ЭП741НП этот размер составляет ≥0.5 мкм, а в сплаве ВВ751П - ≥0.3 мкм.Due to the low rate of quenching cooling, the strength properties of the workpiece material at room temperature (σ B and σ 0.2 ) are not high enough. The reason for the reduced strength properties is the increased average particle size of the strengthening γ'-phase in the grain volume. In the EP741NP alloy, this size is ≥0.5 μm, and in the BB751P alloy - ≥0.3 μm.
Прототипом, наиболее близким к предлагаемому способу, является способ закалки заготовок из никелевых сплавов по патенту РФ №2432415. Этим способом заготовку нагревают до температуры ~ 1200°С, дают выдержку и осуществляют закалочное охлаждение в две стадии. На первой стадии проводят закалочное охлаждение заготовки в среде инертного газа (азота) до температуры 500-860°С. Скорость закалочного охлаждения поверхности заготовок на этой стадии по оценке авторов больше или равна 200°С/мин.The prototype closest to the proposed method is a method of quenching workpieces from nickel alloys according to the patent of the Russian Federation No. 2432415. In this way, the preform is heated to a temperature of ~ 1200 ° C, held for a while and quenched cooling is carried out in two stages. At the first stage, quenching cooling of the workpiece in an inert gas (nitrogen) medium to a temperature of 500-860 ° C is carried out. According to the authors, the rate of quenching cooling of the surface of the workpieces at this stage is greater than or equal to 200 ° C / min.
На второй стадии закалочного охлаждения по способу-прототипу заготовку охлаждают в атмосфере инертного газа (азота) или в вакууме до температуры ниже 200°C с пониженной скоростью. После окончания второй стадии закалочного охлаждения заготовку извлекают из установки.In the second stage of quenching cooling by the prototype method, the workpiece is cooled in an atmosphere of inert gas (nitrogen) or in vacuum to a temperature below 200 ° C at a reduced speed. After the second stage of quenching cooling, the preform is removed from the installation.
Недостатком данного способа закалки является слишком большая скорость закалочного охлаждения на первой стадии, что вызывает высокие термические напряжения, и недостаточная скорость закалочного охлаждения на второй стадии, что приводит к снижению прочностных характеристик материала.The disadvantage of this hardening method is that the quenching cooling rate is too high in the first stage, which causes high thermal stresses, and the insufficient quenching cooling rate in the second stage, which leads to a decrease in the strength characteristics of the material.
Предлагается способ поэтапной закалки заготовок из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов. Основным отличием предлагаемого способа закалки от известных способов, в том числе от способа-прототипа, является то, что она проводится в два этапа. На первом этапе закалки проводится нагрев заготовки в капсуле до температуры -10+35°С относительно температуры сольвуса сплава, но ниже температуры солидуса. Затем заготовку выдерживают при этой температуре в вакууме в течение 0.25…12 часов. Закалочное охлаждение заготовки проводят в две стадии. Предлагаемый способ отличается от аналогов и прототипа тем, что на первой стадии заготовка охлаждается до некоторой промежуточной температуры в вакууме, а на второй стадии заготовка охлаждается с промежуточной температуры до температур, близких к комнатной, газообразным гелием под давлением не менее 2 атмосфер. На первой стадии закалочного охлаждения вакуум замедляет охлаждение заготовки по сравнению с ее охлаждением на воздухе. На второй стадии закалочного охлаждения газообразный гелий, наоборот, значительно ускоряет закалочное охлаждение заготовки по сравнению с ее охлаждением на воздухе. Это связано с тем, что коэффициент теплоотдачи при охлаждении заготовок газообразным гелием на 25-30% выше, чем коэффициент теплоотдачи при охлаждении заготовок азотом, аргоном или воздухом. Повышенная скорость закалочного охлаждения измельчает размер частиц упрочняющей γ'-фазы в объеме зерен и повышает значения предела прочности, σВ, и предела текучести, σ0.2, материала заготовок при комнатной температуре. В то же время увеличение скорости закалочного охлаждения приводит к росту термических напряжений, которые могут вызвать появление на поверхности заготовок закалочных трещин, а также недопустимое коробление заготовок. В связи с этим закалку заготовок на первом этапе проводят в капсуле, что позволяет локализовать максимальные растягивающие напряжения на начальной стадии закалочного охлаждения на поверхности заготовки, то есть сосредоточить их в материале стальной капсулы. Так как предел текучести материала капсулы (стали) при температурах 1150-1200°С очень низок (менее 1 кгс/мм), высокие растягивающие напряжения в капсуле релаксируют, капсула слегка деформируется, а появление трещин в заготовке, практически, исключается. Первый этап закалки завершается охлаждением заготовки до температур, близких к комнатной температуре.A method for stage-by-stage quenching of billets from granular heat-resistant nickel alloys is proposed. The main difference between the proposed method of hardening from known methods, including from the prototype method, is that it is carried out in two stages. At the first stage of quenching, the workpiece in the capsule is heated to a temperature of -10 + 35 ° C relative to the solvus temperature of the alloy, but below the solidus temperature. Then the workpiece is kept at this temperature in vacuum for 0.25 ... 12 hours. Quenching cooling of the workpiece is carried out in two stages. The proposed method differs from analogues and prototype in that in the first stage the preform is cooled to a certain intermediate temperature in vacuum, and in the second stage the preform is cooled from an intermediate temperature to temperatures close to room temperature, with helium gas under a pressure of at least 2 atmospheres. In the first stage of quenching cooling, vacuum slows down the cooling of the workpiece in comparison with its cooling in air. In the second stage of quenching cooling, gaseous helium, on the contrary, significantly accelerates quenching cooling of the workpiece in comparison with its cooling in air. This is due to the fact that the heat transfer coefficient when cooling workpieces with gaseous helium is 25-30% higher than the heat transfer coefficient when cooling workpieces with nitrogen, argon or air. The increased quenching cooling rate grinds the particle size of the strengthening γ'-phase in the grain volume and increases the values of tensile strength, σ B , and yield strength, σ 0.2 , of the workpiece material at room temperature. At the same time, an increase in the rate of quenching cooling leads to an increase in thermal stresses, which can cause hardening cracks to appear on the surface of the blanks, as well as unacceptable warping of the blanks. In this regard, the quenching of the workpieces at the first stage is carried out in a capsule, which allows you to localize the maximum tensile stresses at the initial stage of quenching cooling on the surface of the workpiece, that is, concentrate them in the material of the steel capsule. Since the yield strength of the material of the capsule (steel) at temperatures of 1150-1200 ° C is very low (less than 1 kgf / mm), high tensile stresses in the capsule relax, the capsule is slightly deformed, and the appearance of cracks in the workpiece is practically eliminated. The first stage of quenching is completed by cooling the workpiece to temperatures close to room temperature.
На втором этапе закалки заготовку нагревают до более низкой температуры, чем температура нагрева на первом этапе закалки. Температура нагрева на втором этапе закалки составляет -10+10°С относительно температуры сольвуса. Выдержка в вакууме на втором этапе закалки также меньше, чем на первом этапе закалки. Она составляет 0.1…1 час. После этого следует закалочное охлаждение, которое, как и на первом этапе закалки, проводят в две стадии. На первой стадии заготовка охлаждается в вакууме, на второй стадии заготовка охлаждается газообразным гелием под давлением не менее 2 атмосфер. Поскольку закалка заготовок на втором этапе проводится с более низкой температуры, чем закалка на первом этапе, закалочные напряжения при ней уменьшаются. Поэтому закалка на втором этапе допускается как в капсуле, так и с частично снятой или с полностью удаленной капсулой.In the second hardening step, the preform is heated to a lower temperature than the heating temperature in the first hardening step. The heating temperature in the second stage of quenching is -10 + 10 ° C relative to the temperature of the solvus. The exposure in vacuum at the second stage of hardening is also less than at the first stage of hardening. It is 0.1 ... 1 hour. After this follows quenching cooling, which, as in the first stage of quenching, is carried out in two stages. In the first stage, the workpiece is cooled in vacuum, in the second stage, the workpiece is cooled by gaseous helium under a pressure of at least 2 atmospheres. Since quenching of the workpieces in the second stage is carried out at a lower temperature than quenching in the first stage, quenching stresses are reduced. Therefore, hardening in the second stage is allowed both in the capsule and with the capsule partially removed or completely removed.
Температура нагрева и выдержка на втором этапе закалки меньше, чем температура нагрева и выдержка на первом этапе закалки. Такой выбор температуры и выдержки объясняется тем, что все основные процессы, необходимые для формирования стабильной зеренной структуры, а также для получения однородного распределения легирующих компонентов в объеме зерна (обработка на твердый раствор) проходят на первом этапе закалки. Чем ниже температура нагрева и выдержка на втором этапе закалки, тем мельче зерно и выше прочностные свойства заготовок.The heating temperature and the shutter speed in the second hardening stage are less than the heating temperature and the shutter speed in the first hardening stage. Such a choice of temperature and exposure is explained by the fact that all the basic processes necessary for the formation of a stable grain structure, as well as for obtaining a uniform distribution of alloying components in the grain volume (processing for solid solution), take place at the first stage of quenching. The lower the heating temperature and the exposure at the second stage of hardening, the finer the grain and the higher the strength properties of the workpieces.
Двухэтапная закалка заготовок по предлагаемому режиму со ступенчатым охлаждением приводит к формированию структуры заготовок из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов, которая позволяет:Two-stage quenching of billets according to the proposed regime with step cooling leads to the formation of a structure of billets from granular heat-resistant nickel alloys, which allows:
(1) Стабилизировать и повысить значения длительной прочности при 600-800°С после закалки на втором этапе и упрочняющего старения по сравнению с длительной прочностью заготовок после одноэтапной закалки и одинакового упрочняющего старения, при этом длительная прочность возрастает при определении ее, как на гладких образцах, так и на образцах с надрезом.(1) To stabilize and increase the values of long-term strength at 600-800 ° С after hardening in the second stage and hardening aging compared to the long-term strength of workpieces after one-stage hardening and the same hardening aging, while long-term strength increases when determining it as on smooth samples , and on notched specimens.
(2) Увеличить прочностные свойства при комнатной температуре по сравнению с прочностными свойствами сплава после одноэтапной закалки и аналогичного старения. Исследования показали, что величина временного сопротивления разрыву σВ растет в среднем на 1-3 кгс/мм2, а условного предела текучести σ0.2 - на 2-5 кгс/мм2.(2) Increase the strength properties at room temperature compared with the strength properties of the alloy after one-stage hardening and similar aging. Studies have shown that the value of temporary tensile strength σ B increases on average by 1-3 kgf / mm 2 , and the conditional yield stress σ 0.2 - by 2-5 kgf / mm 2 .
Рост длительной прочности при температуре испытаний и прочностных характеристик при комнатной температуре объясняется тем, что в результате закалки заготовок на первом этапе под действием термических напряжений заготовки подвергаются небольшой деформации (менее 0.5%). Для высоколегированных жаропрочных никелевых сплавов выдержка после нагрева под закалку на втором этапе закалки происходит в присутствии повышенной плотности дислокаций. Это приводит к изменению структуры границ зерен γ-фазы и увеличивает сопротивление ползучести при испытаниях на длительную прочность при 600-800°С. Увеличение плотности дислокаций в материале заготовок после закалки на втором этапе и упрочняющего старения вызывает рост прочностных характеристик при комнатной температуре по сравнению со свойствами заготовок после закалки на первом этапе и аналогичного упрочняющего старенияThe increase in long-term strength at the test temperature and strength characteristics at room temperature is explained by the fact that, as a result of quenching of the preforms at the first stage, the preforms undergo a slight deformation under the influence of thermal stresses (less than 0.5%). For high-alloy heat-resistant nickel alloys, exposure after heating to quenching in the second stage of quenching occurs in the presence of an increased density of dislocations. This leads to a change in the structure of the grain boundaries of the γ phase and increases the creep resistance during tests for long-term strength at 600-800 ° C. An increase in the dislocation density in the material of the preforms after quenching in the second stage and hardening aging causes an increase in the strength characteristics at room temperature in comparison with the properties of preforms after quenching in the first stage and similar hardening aging
Техническим результатом изобретения является повышение (по сравнению с аналогами и прототипом) прочностных свойств, длительной прочности гладких образцов и образцов с надрезом, а также сопротивления малоцикловой усталости (МЦУ) материала заготовок из высоколегированных гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов при отсутствии закалочных трещин, недопустимых поводок и высоких остаточных напряжений.The technical result of the invention is to increase (in comparison with analogues and prototype) the strength properties, long-term strength of smooth samples and notched samples, as well as the resistance to low-cycle fatigue (MCU) of the workpiece material from high-alloy granular heat-resistant nickel alloys in the absence of quenching cracks, unacceptable leads and high residual stresses.
Пример 1.Example 1
Предлагаемым способом из гранул жаропрочного никелевого сплава ЭП741НП были изготовлены заготовки дисков газотурбинного двигателя. Для осуществления технического решения, описанного в изобретении, капсулы с гранулами сплава ЭП741НП нагревали до температуры на 5-35°С выше температуры сольвуса, но ниже температуры солидуса, и давали выдержку в вакууме при указанной температуре в течение 4…8 ч. На 1й стадии закалочного охлаждения заготовки охлаждали в вакууме, а затем - газообразным гелием под давлением более 2 атмосфер. После охлаждения заготовок на первом этапе закалки до комнатной температуры заготовки подвергали закалке на втором этапе и трехступенчатому старению. Выдержку на втором этапе закалки давали в вакууме при температуре -10+10°С относительно температуры сольвуса.The proposed method of granules of heat-resistant nickel alloy EP741NP were made blanks of disks of a gas turbine engine. To implement the technical solutions described in the invention with the capsule EP741NP alloy granules heated to a temperature 5-35 ° C above the solvus temperature but below the solidus temperature, and allowed to extract under vacuum at this temperature for 4 ... 8 hours. At the 1 st The quenching cooling stages of the preform were cooled in vacuum, and then with helium gas under a pressure of more than 2 atmospheres. After cooling the preforms in the first stage of hardening to room temperature, the preforms were subjected to hardening in the second stage and three-stage aging. The exposure in the second stage of quenching was given in vacuum at a temperature of -10 + 10 ° C relative to the temperature of the solvus.
В таблице 1 представлены значения механических свойств при комнатной и рабочей температуре. Для сравнения в той же таблице представлен уровень свойств аналогичной заготовки после одноэтапной закалки в воздушной печи и аналогичного старения.Table 1 presents the values of the mechanical properties at room and working temperature. For comparison, the same table shows the level of properties of a similar preform after one-stage hardening in an air oven and similar aging.
Предлагаемый способ термической обработки обеспечивает получение более высоких и стабильных характеристик длительной прочности, τгл и τн, характеристик прочности σВ и σ0.2, а также сопротивления МЦУ, чем по известному способу.The proposed method of heat treatment provides higher and more stable characteristics of long-term strength, τ hl and τ n , strength characteristics σ B and σ 0.2 , as well as the resistance of the MCU than by the known method.
Пример 2.Example 2
Предлагаемым способом из гранул высокопрочного никелевого сплава ВВ751П были изготовлены заготовки дисков газотурбинного двигателя. Для осуществления изобретения капсулы с засыпанными гранулами сплава ВВ751П подвергали ГИП. Далее заготовки на первом этапе закалки в капсулах нагревалидо температуры на 3-35°С выше температуры сольвуса, но ниже температуры солидуса. После выдержки в вакууме в течение 4-8 ч проводили закалочное охлаждение в вакууме на 1й стадии, а затем закалочное охлаждение на 2й стадии газообразным гелием под давлением более 2 бар и охлаждение до комнатной температуры. После этого заготовку в капсуле подвергали закалке на втором этапе по режиму: нагрев до температуры -10+10°С относительно температуры сольвуса, выдержка в вакууме при этой температуре в течение 0,1…1 час. Затем заготовки охлаждали до комнатной температуры сначала на 1й стадии закалочного охлаждения в вакууме, затем - на 2й стадии закалочного охлаждения газообразным гелием под давлением более 2 бар.The proposed method of granules of high-strength nickel alloy BB751P were made blanks of disks of a gas turbine engine. To carry out the invention, capsules filled with granules of the BB751P alloy were subjected to ISU. Further, the preforms in the first stage of hardening in capsules were heated to a temperature of 3-35 ° C above the solvus temperature, but below the solidus temperature. After exposure to vacuum for 4-8 hours, quenching cooling in vacuum at the 1st stage was carried out, and then quenching cooling at the 2nd stage was performed with helium gas under a pressure of more than 2 bar and cooling to room temperature. After that, the blank in the capsule was subjected to hardening in the second stage according to the regime: heating to a temperature of -10 + 10 ° C relative to the solvus temperature, holding in vacuum at this temperature for 0.1 ... 1 hour. Then the preforms were cooled to room temperature, first at the 1st stage of quenching cooling in vacuum, then at the 2nd stage of quenching cooling with gaseous helium under a pressure of more than 2 bar.
Комплекс свойств заготовок представлен в таблице 2.The set of properties of the blanks is presented in table 2.
Для сравнения в той же таблице представлены результаты испытаний материала аналогичной заготовки после закалки известным способом (по патенту РФ №2453398). Заготовку без капсулы обрабатывали на твердый раствор в воздушной печи при 1200°С 8 ч. Закалочное охлаждение осуществляли путем обдува заготовки двумя вентиляторами с разных сторон. После закалки проводили двухступенчатое старение по серийному режиму. Видно, что термическая обработка по предлагаемому>способу обеспечивает существенное увеличение длительной прочности, особенно, для образцов с надрезом и рост значений предела текучести материала.For comparison, the same table presents the test results of the material of a similar workpiece after quenching in a known manner (according to the patent of the Russian Federation No. 2453398). A blank without capsule was processed for solid solution in an air oven at 1200 ° C for 8 h. Quenching was carried out by blowing the blank with two fans from different sides. After quenching, two-stage aging was performed according to the serial regime. It is seen that the heat treatment according to the proposed> method provides a significant increase in long-term strength, especially for notched specimens and an increase in the yield strength of the material.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124620A RU2697684C1 (en) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | Method of stage-by-stage quenching of blanks from granulated heat-resistant nickel alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124620A RU2697684C1 (en) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | Method of stage-by-stage quenching of blanks from granulated heat-resistant nickel alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2697684C1 true RU2697684C1 (en) | 2019-08-16 |
Family
ID=67640269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018124620A RU2697684C1 (en) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | Method of stage-by-stage quenching of blanks from granulated heat-resistant nickel alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2697684C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2772725C1 (en) * | 2021-11-09 | 2022-05-24 | Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" | Method for heat treatment of products from heat-resistant nickel alloy ep741np |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4168967A (en) * | 1978-04-17 | 1979-09-25 | The International Nickel Company, Inc. | Nickel and cobalt irregularly shaped granulates |
| RU2419675C1 (en) * | 2010-02-08 | 2011-05-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Procedure for thermal treatment of disk blanks out of granulated high alloyed nickel alloys with base micro-crystal structure micro-duplex |
| RU2432415C1 (en) * | 2010-04-06 | 2011-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Procedure for quenching blanks of nickel alloys |
| RU2433204C1 (en) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Олег Хикметович Фаткуллин | Manufacturing method of items in form of discs or rolls of gas-turbine engines from pelletised heat-resistant nickel alloys |
| RU2433205C1 (en) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Олег Хикметович Фаткуллин | Manufacturing method of discs of gas-turbine engines from powder heat-resistant alloys on basis of nickel |
| US20150225828A1 (en) * | 2014-02-11 | 2015-08-13 | Rolls-Royce Plc | Ni superalloy component production method |
-
2018
- 2018-07-05 RU RU2018124620A patent/RU2697684C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4168967A (en) * | 1978-04-17 | 1979-09-25 | The International Nickel Company, Inc. | Nickel and cobalt irregularly shaped granulates |
| RU2419675C1 (en) * | 2010-02-08 | 2011-05-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Procedure for thermal treatment of disk blanks out of granulated high alloyed nickel alloys with base micro-crystal structure micro-duplex |
| RU2432415C1 (en) * | 2010-04-06 | 2011-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Procedure for quenching blanks of nickel alloys |
| RU2433204C1 (en) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Олег Хикметович Фаткуллин | Manufacturing method of items in form of discs or rolls of gas-turbine engines from pelletised heat-resistant nickel alloys |
| RU2433205C1 (en) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Олег Хикметович Фаткуллин | Manufacturing method of discs of gas-turbine engines from powder heat-resistant alloys on basis of nickel |
| US20150225828A1 (en) * | 2014-02-11 | 2015-08-13 | Rolls-Royce Plc | Ni superalloy component production method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2772725C1 (en) * | 2021-11-09 | 2022-05-24 | Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" | Method for heat treatment of products from heat-resistant nickel alloy ep741np |
| RU2838559C1 (en) * | 2024-12-16 | 2025-04-21 | Дмитрий Сергеевич Елисеев | Method of producing dispersion-strengthened workpieces of disks or shafts of gas turbine engines from granulated heat-resistant nickel-based alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10196725B2 (en) | Method for the production of a highly stressable component from an α+γ-titanium aluminide alloy for reciprocating-piston engines and gas turbines, especially aircraft engines | |
| JP3010050B2 (en) | Nickel-based article and alloy having fatigue crack propagation resistance and method of manufacturing | |
| RU2368695C1 (en) | Method of product's receiving made of high-alloy heat-resistant nickel alloy | |
| CN113637928B (en) | High-temperature yield strength improving process of GH4738 alloy forge piece after vacuum brazing | |
| CN114058989B (en) | Method for improving high-temperature strength of precipitation-strengthened high-temperature alloy | |
| US10107112B2 (en) | Method for producing forged components from a TiAl alloy and component produced thereby | |
| US7033448B2 (en) | Method for preparing a nickel-base superalloy article using a two-step salt quench | |
| US7138020B2 (en) | Method for reducing heat treatment residual stresses in super-solvus solutioned nickel-base superalloy articles | |
| RU2697684C1 (en) | Method of stage-by-stage quenching of blanks from granulated heat-resistant nickel alloys | |
| US5415712A (en) | Method of forging in 706 components | |
| CN112642976A (en) | Two-stage non-isothermal forging method for controlling titanium alloy beta forging texture | |
| US20090159162A1 (en) | Methods for improving mechanical properties of a beta processed titanium alloy article | |
| RU2371512C1 (en) | Method of product receiving from heatproof nickel alloy | |
| US20240110270A1 (en) | Method for heat treating components | |
| RU2457924C1 (en) | Method of producing articles from complex alloy refractory nickel alloys | |
| RU2256721C1 (en) | Method of manufacture of high-alloyed high-temperature nickel alloy | |
| CN118122926A (en) | A GH4065A alloy turbine disk and its preparation method | |
| RU2453398C1 (en) | Method for production of product out of alloy type "tt751¦" with high strength and heat resistance | |
| CN114574795A (en) | Thermal treatment method for TC2 titanium alloy small forgings with high impact toughness | |
| JP2022132929A (en) | Manufacturing method of material for turbine blade | |
| CN114216763B (en) | Evaluation method for laser selective melting forming performance of titanium alloy material | |
| CN120738580B (en) | A heat treatment method for GH350 alloy fasteners for aviation use | |
| RU2419675C1 (en) | Procedure for thermal treatment of disk blanks out of granulated high alloyed nickel alloys with base micro-crystal structure micro-duplex | |
| JP3036396B2 (en) | Method for producing near β type titanium alloy | |
| RU2506340C1 (en) | Heat treatment method of gas-turbine engines discs workpieces from heat-resistant nickel-based alloys |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200706 |