RU2610379C1 - Method of reduction treatment of parts made of heat-resistant nickel alloys - Google Patents
Method of reduction treatment of parts made of heat-resistant nickel alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610379C1 RU2610379C1 RU2015131555A RU2015131555A RU2610379C1 RU 2610379 C1 RU2610379 C1 RU 2610379C1 RU 2015131555 A RU2015131555 A RU 2015131555A RU 2015131555 A RU2015131555 A RU 2015131555A RU 2610379 C1 RU2610379 C1 RU 2610379C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parts
- heat
- temperature
- resistant nickel
- heating
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 17
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 102220253765 rs141230910 Human genes 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к восстановительной обработке деталей из жаропрочных сплавов на никелевой основе, и может быть использовано в авиационной и энергетической промышленности для продления ресурса работы деталей газотурбинных двигателей (ГТД) и энергетических установок (ЭУ).The invention relates to metallurgy, namely to the recovery processing of parts from heat-resistant nickel-based alloys, and can be used in the aviation and energy industry to extend the life of parts of gas turbine engines (GTE) and power plants (EU).
Известен способ восстановительной обработки деталей из жаропрочных никелевых сплавов, включающий нагрев деталей, их выдержку и последующее охлаждение деталей, при этом нагрев и выдержку проводят в среде инертного газа при температуре на 230-280°С ниже температуры полного растворения γ'-фазы при давлении 1800-2200 атм в течение 15-20 ч (см. патент РФ №1547355, кл. C22F 1/10, 1994 г.).A known method of recovery processing of parts made of heat-resistant nickel alloys, including heating the parts, holding them and subsequent cooling of the parts, while heating and holding is carried out in an inert gas at a temperature of 230-280 ° C below the temperature of complete dissolution of the γ'-phase at a pressure of 1800 -2200 atm for 15-20 hours (see RF patent No. 1547355, class C22F 1/10, 1994).
В результате анализа известного способа необходимо отметить, что при его реализации в указанных пределах температур и давлений уже при выдержке деталей в течение 1 часа значительно снижается предел текучести сплава (по данным исследований с 1000 МПа до 500 МПа), при требованиях технических условий (ТУ) не менее 1000 МПа (например, для сплава ЭП741НП).As a result of the analysis of the known method, it should be noted that when it is implemented within the specified temperature and pressure limits, even when the parts are exposed for 1 hour, the yield strength of the alloy is significantly reduced (according to research from 1000 MPa to 500 MPa), under the requirements of technical conditions (TU) not less than 1000 MPa (for example, for EP741NP alloy).
Известен способ восстановительного ремонта деталей ГТД из жаропрочных никелевых сплавов, включающий удаление старого защитного покрытия деталей, обработку деталей горячим изостатическим прессованием (ГИП), термообработку и нанесение нового защитного покрытия, при этом ГИП деталей осуществляют в две ступени, на первой ступени производят нагрев деталей в газостате в среде аргона до 1110-1150°С, выдерживают при данной температуре и давлении 130-140 МПа в течение 1-2 часов, а на второй ступени осуществляют нагрев деталей до температуры закалки при давлении 150-160 МПа и осуществляют выдержку в течение 1,5-3,0 часов с последующим охлаждением в газостате (см. патент РФ №2346799, кл. C22F 1/10, 2008 г.).A known method for the repair of parts of gas turbine engines from heat-resistant nickel alloys, including removing the old protective coating of parts, processing of parts by hot isostatic pressing (GUI), heat treatment and applying a new protective coating, the GUI of parts is carried out in two stages, in the first stage the parts are heated in a gas bath in argon medium up to 1110-1150 ° C, can withstand at a given temperature and pressure of 130-140 MPa for 1-2 hours, and in the second stage, the parts are heated to a quenching temperature at pressure of 150-160 MPa and carry out exposure for 1.5-3.0 hours, followed by cooling in a gas bath (see RF patent No. 2346799, class C22F 1/10, 2008).
Недостатком способа является то, что нагрев «состаренных» деталей до температуры закалки (1200-1250°С) приводит к потере их первоначальных пластических характеристик и появлению внутренних напряжений, способствующих скручиванию деталей, что приводит к сокращению срока эксплуатации восстановленных деталей.The disadvantage of this method is that heating the "aged" parts to a hardening temperature (1200-1250 ° C) leads to a loss of their initial plastic characteristics and the appearance of internal stresses that contribute to the twisting of the parts, which reduces the life of the restored parts.
Известен способ восстановительной обработки деталей из жаропрочных никелевых сплавов, включающий поверхностное пластическое деформирование и термическую обработку, причем при термической обработке детали нагревают свыше 600°С, но ниже температуры фазовых переходов, охлаждают жидкостью со скоростью отвода теплоты, обеспечивающей достижение коэффициента теплоотдачи не менее (1,5⋅10 - 2,5⋅10)⋅104 (Вт/м2)⋅°C, причем детали, прошедшие упрочнение, полируют, проводят термическую обработку, обеспечивающую снятие деформационного упрочнения, а затем восстанавливают их циклическую прочность термопластическим упрочнением (см. патент РФ №2171857, кл. C22F 1/10, 2001 г. - наиболее близкий аналог).A known method for the recovery treatment of parts made of heat-resistant nickel alloys, including surface plastic deformation and heat treatment, moreover, during heat treatment the parts are heated above 600 ° C, but below the phase transition temperature, are cooled by a liquid with a heat removal rate that ensures the heat transfer coefficient is not less than (1 , 5⋅10 - 2.5⋅10) ⋅10 4 (W / m 2 ) ⋅ ° C, moreover, hardened parts are polished, heat treated to remove strain hardening, and then they restore their cyclic strength by thermoplastic hardening (see RF patent No. 2171857, class C22F 1/10, 2001 - the closest analogue).
В результате анализа известного способа необходимо отметить, что длительная выдержка изделий при высоких температурах вызывает огрубление границ зерен и, как следствие, понижение механических свойств восстанавливаемых изделий, кроме того, повторный нагрев изделий также приводит к снижению их первоначальных механических свойств.As a result of the analysis of the known method, it should be noted that prolonged exposure of the products at high temperatures causes coarsening of the grain boundaries and, as a consequence, a decrease in the mechanical properties of the restored products, in addition, reheating of the products also leads to a decrease in their initial mechanical properties.
Все это значительно сокращает ресурс работы восстановленных изделий.All this significantly reduces the life of the restored products.
Техническим результатом предлагаемого способа является повышение эксплуатационного ресурса восстанавливаемых деталей за счет проведения восстановительной обработки, обеспечивающей повышение их прочностных и пластических характеристик.The technical result of the proposed method is to increase the operational resource of the restored parts due to the recovery treatment, providing an increase in their strength and plastic characteristics.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе восстановительной обработки деталей из жаропрочных никелевых сплавов, включающем поверхностную пластическую деформацию и термическую обработку путем нагрева, выдержки и последующего охлаждения, новым является то, что поверхностную пластическую деформацию проводят со степенью упрочнения поверхностей деталей не менее 20%, термическую обработку осуществляют в вакууме путем нагрева деталей до температуры на 30-300°C ниже температуры полного растворения γ'-фазы со скоростью не более 5°С/мин, выдержки в течение 0,25-1,0 часа и охлаждения со скоростью не менее 15°С/мин.The specified technical result is ensured by the fact that in the method for the recovery treatment of parts made of heat-resistant nickel alloys, including surface plastic deformation and heat treatment by heating, holding and subsequent cooling, it is new that surface plastic deformation is carried out with a degree of hardening of the surfaces of the parts of at least 20% heat treatment is carried out in vacuum by heating the parts to a temperature of 30-300 ° C below the temperature of the complete dissolution of the γ'-phase with a speed e more than 5 ° C / min, a residence time of 0.25-1.0 hours and cooling at a rate not less than 15 ° C / min.
Восстановительную обработку деталей наиболее целесообразно проводить в вакууме.Reconditioning of parts is most appropriate in a vacuum.
Известно, что в процессе эксплуатации у конструкционных материалов основных деталей под воздействием силовых полей напряжений (статических и динамических), теплового и агрессивного воздействия окружающей среды происходит деградация механических свойств (снижение пластичности, повышение склонности к хрупкому разрушению) (см. Петухов А.Н. «Особенности формирования свойств поверхностного слоя основных деталей ГТД при применении традиционных и современных методов упрочнения», «Вестник двигателестроения», Herald of aeroenginebuilding - Запорожье, «Мотор Сич», 2006 г., №2, С. 20-24).It is known that during the operation of structural materials of the main parts under the influence of force fields of stress (static and dynamic), thermal and aggressive environmental influences, degradation of mechanical properties occurs (reduction of ductility, increased tendency to brittle fracture) (see A. Petukhov “Features of the formation of the properties of the surface layer of the main components of a gas turbine engine using traditional and modern methods of hardening”, “Bulletin of engine building”, Herald of aeroenginebuilding - Zaporozhye, “M Sich torus ", 2006, №2, pp 20-24).
Снижение пластичности и повышение склонности к хрупкому разрушению деталей ГТД и ЭУ из жаропрочных никелевых сталей связано с охрупчиванием границ зерен сплавов, из которых они изготовлены. При эксплуатации деталей они постепенно теряют свои первоначальные пластические свойства, в том числе вязкость, так как температуры их эксплуатации близки к температурам старения.A decrease in ductility and an increase in the tendency to brittle fracture of parts of gas turbine engines and power units made of heat-resistant nickel steels is associated with embrittlement of grain boundaries of the alloys from which they are made. When parts are used, they gradually lose their initial plastic properties, including viscosity, since the temperatures of their operation are close to the aging temperatures.
В результате детали становятся склонными к образованию поверхностных трещин и хрупкому разрушению.As a result, parts become prone to surface cracking and brittle fracture.
При проведении восстановительной обработки по предложенному способу нагрев деталей из «перестаренных» жаропрочных никелевых сплавов до температуры на 30-300°С ниже температуры полного растворения γ'-фазы и выдержка при этой температуре приводят к растворению в матрице «охрупченной», низкотемпературной граничной γ'-фазы и миграции границ зерен. В результате зерна сплава укрупняются с одновременным обновлением их границ. Поэтому после такой обработки возрастают пластические характеристики сплава и ударная вязкость, незначительно снижается предел текучести при росте предела прочности (см. таблицу). Торможение скольжения новыми границами зерен уменьшается и увеличивается протяженность полос скольжения.When carrying out reconditioning treatment according to the proposed method, heating parts from "overcooked" heat-resistant nickel alloys to a temperature of 30-300 ° C below the temperature of complete dissolution of the γ'-phase and exposure at this temperature lead to dissolution in the matrix of "embrittered", low-temperature boundary γ ' -phases and migration of grain boundaries. As a result, the grains of the alloy are enlarged while updating their boundaries. Therefore, after this treatment, the plastic characteristics of the alloy and toughness increase, the yield strength slightly decreases with an increase in the tensile strength (see table). The drag braking by the new grain boundaries decreases and the length of the slip bands increases.
Значение времени выдержки деталей в процессе восстановительной обработки (0,25-1,0 ч) назначают в зависимости от размеров сечения детали и заданной температуры ее нагрева. Чем ниже температура нагрева, тем больше выдержка. Длительные, больше часа, выдержки приводят к снижению (ниже ТУ) предела текучести сплава. Выдержка менее 0,25 часа, как показали исследования, применима только к очень узкой группе деталей.The value of the exposure time of parts in the process of restorative processing (0.25-1.0 h) is assigned depending on the size of the section of the part and the set temperature of its heating. The lower the heating temperature, the longer the shutter speed. Long, more than an hour, exposure leads to a decrease (below TU) of the yield strength of the alloy. Exposure of less than 0.25 hours, studies have shown, is applicable only to a very narrow group of parts.
Охлаждение деталей со скоростью не менее 15°С/мин обеспечивает получение структуры сплава со свойствами, превышающими требования ТУ.The cooling of parts with a speed of at least 15 ° C / min provides an alloy structure with properties that exceed the requirements of TU.
Применение перед термической обработкой поверхностной пластической деформации (ППД) деталей со степенью упрочнения их поверхности не менее 20% позволяет повысить пластические характеристики и ударную вязкость сплава с одновременным увеличением предела прочности. Это обусловлено образованием в поверхностном слое детали текстуры, не снимаемой последующей закалкой от температур на 30-300°С ниже температуры полного растворения γ'-фазы. ППД деталей может быть осуществлена по известной технологии STRESSONIC (обработка дробью в ультразвуковом поле).The use of parts with a degree of hardening of their surface of at least 20% before heat treatment of surface plastic deformation (PPD) can increase the plastic characteristics and toughness of the alloy while increasing the tensile strength. This is due to the formation of a texture detail in the surface layer that cannot be removed by subsequent quenching from temperatures 30-300 ° C below the temperature of complete dissolution of the γ'-phase. The PPD of parts can be carried out according to the well-known STRESSONIC technology (fractional treatment in an ultrasonic field).
При степени упрочнения поверхностей деталей менее 20% существенного повышения их свойств не наблюдается. Также как и поверхностная пластическая деформация без термической обработки не изменяет в значительной степени исходных свойств жаропрочных никелевых сплавов.When the degree of hardening of the surfaces of the parts is less than 20%, a significant increase in their properties is not observed. As well as surface plastic deformation without heat treatment, it does not significantly change the initial properties of heat-resistant nickel alloys.
При проведении ППД перед термической обработкой в поверхностном слое деталей формируется смешанная наномикрокристаллическая (НМК) структура упрочняющей γ'-фазы, которая обеспечивает одновременное повышение пластических и прочностных свойств сплава (см. Чувильдеев В.Н., Нохрин А.В., Лопатин Ю.Г. и др. «О предельной прочности и пластичности при комнатной температуре нано- и микрокристаллических металлов, полученных методами интенсивного пластического деформирования. Эффект одновременного повышения прочности и пластичности». «Тяжелое машиностроение», 2011. №1, с. 2).When conducting PPD before heat treatment, a mixed nanomicrocrystalline (NMC) structure of the strengthening γ'-phase is formed in the surface layer of parts, which provides a simultaneous increase in the plastic and strength properties of the alloy (see Chuvildeev V.N., Nokhrin A.V., Lopatin Yu. G. et al. "On ultimate strength and ductility at room temperature of nano- and microcrystalline metals obtained by intensive plastic deformation. Effect of a simultaneous increase in strength and ductility." inostroenie », 2011. №1, p. 2).
Нагрев деталей до заданной температуры со скоростью не более 5°С/мин целесообразно использовать при термической обработке тонкостенных деталей (например, полотна дисков роторов и компрессоров ГТД), имеющих остаточные напряжения, полученные при эксплуатации, для снижения их коробления.It is advisable to use the heating of parts to a predetermined temperature at a speed of no more than 5 ° C / min during the heat treatment of thin-walled parts (for example, blade discs of rotors and gas turbine compressors) having residual stresses obtained during operation to reduce their warpage.
Осуществление термической обработки в вакууме предотвращает окисление поверхностей деталей и сохранение их точных первоначальных размеров. Охлаждение деталей после их нагрева и выдержки в вакууме осуществляют в газовой среде, например в среде Хе, Не, Ar. Использование аргона является наиболее предпочтительным с экономической точки зрения.The implementation of heat treatment in vacuum prevents the oxidation of the surfaces of the parts and the preservation of their exact initial dimensions. The parts are cooled after they are heated and held in a vacuum in a gas medium, for example, Xe, He, Ar. The use of argon is most preferable from an economic point of view.
Сущность заявленного изобретения поясняется таблицей, в которой представлены механические свойства дисков турбины высокого давления из сплава ЭП741НП до и после их восстановительной обработки.The essence of the claimed invention is illustrated in the table, which presents the mechanical properties of the disks of a high-pressure turbine made of EP741NP alloy before and after their recovery treatment.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Подлежащие восстановительной обработке детали, например диски ротора ГТД из жаропрочного никелевого сплава с лопатками из литейного жаропрочного сплава, выработавшие ресурс, снимают с двигателя, производят разборку и съем лопаток, зачистку поверхности полотна и замков лопаток дисков с последующим проведением визуального и ультразвукового контроля материала дисков на отсутствие поверхностных и внутренних дефектов (трещин, выбоин и др.).The parts to be repaired, for example, GTE rotor disks made of heat-resistant nickel alloy with cast-iron heat-resistant alloy blades, which have exhausted the resource, are removed from the engine, the blades are disassembled and removed, the surface of the blade blade and locks are cleaned, followed by visual and ultrasonic inspection of the disk material on lack of surface and internal defects (cracks, potholes, etc.).
В случае необходимости прошедшие контроль детали проходят ППД, например, на установке SONATS по технологии STRESSONIC со степенью упрочнения поверхностей деталей не менее 20%.If necessary, the parts that have passed the control pass the PPD, for example, at the SONATS installation using STRESSONIC technology with a degree of hardening of the surfaces of the parts of at least 20%.
Подготовленные диски передают на восстановительную термическую обработку.Prepared discs are transferred to heat recovery treatment.
Для проведения термической обработки детали помещают в вакуумную печь, где осуществляют их нагрев до температуры на 30-300°С ниже температуры полного растворения γ'-фазы сплава. Наиболее предпочтительно нагрев деталей осуществлять скоростью не более 5°С/мин.To conduct heat treatment, the parts are placed in a vacuum furnace, where they are heated to a temperature of 30-300 ° C below the temperature of complete dissolution of the γ'-phase of the alloy. Most preferably, the parts are heated at a rate of not more than 5 ° C / min.
После разогрева деталей до заданной температуры осуществляют их выдержку при этой температуре в течение 0,25-1,0 часа с последующим охлаждением, которое ведут со скоростью не менее 15°С/мин. Термическую обработку деталей ведут в вакуумной печи с охлаждением дисков аргоном.After heating the parts to a predetermined temperature, they are held at this temperature for 0.25-1.0 hours, followed by cooling, which is carried out at a speed of at least 15 ° C / min. Heat treatment of parts is carried out in a vacuum furnace with disk cooling with argon.
После проведения восстановительной обработки партии дисков один из них подвергают разгонным испытаниям, по результатам которых определяют продленный ресурс работы всей партии. Диски вновь «облопачивают» и устанавливают на ротор ГТД.After carrying out restoration processing of a batch of disks, one of them is subjected to acceleration tests, according to the results of which the extended service life of the entire batch is determined. The disks are again “blotted” and installed on the rotor of the gas turbine engine.
В качестве примера использования предлагаемого способа рассмотрим процесс восстановительной обработки дисков ГТД турбины высокого давления из сплава ЭП741НП.As an example of the use of the proposed method, we consider the process of reconditioning the gas turbine engine disks of a high-pressure turbine made of EP741NP alloy.
Аналогично описанному выше демонтировали диски, сняли с них лопатки, провели визуальное и инструментальное обследование дисков. Провели измерение механических свойств трех дисков. Результаты измерений представлены в таблице (верхняя горизонтальная колонка).Disks were dismantled similarly to those described above, the blades were removed from them, visual and instrumental examinations of the disks were performed. We measured the mechanical properties of three disks. The measurement results are presented in the table (upper horizontal column).
Три диска обработали ППД на установке SONATS по технологии STRESSONIC. Упрочнение поверхности заготовок после ППД составило 20-40% при глубине упрочненного слоя 0,25 мм.Three disks processed the PPD on the SONATS installation using STRESSONIC technology. Hardening of the surface of the workpieces after PPD was 20–40% with a hardened layer depth of 0.25 mm.
Провели измерение механических свойств прошедших ППД дисков. Результаты измерений представлены в таблице (вторая сверху горизонтальная колонка).We measured the mechanical properties of past PPD disks. The measurement results are presented in the table (second horizontal column above).
Далее осуществляли термическую обработку дисков, которую проводили отдельно для дисков, прошедших ППД, и для дисков, не прошедших ее.Next, heat treatment of the disks was carried out, which was carried out separately for disks that passed the PPD, and for disks that did not pass it.
Термическая обработка дисков, прошедших ППД, велась при следующих режимах в вакуумной термической печи.The heat treatment of disks that have passed PPD was carried out under the following conditions in a vacuum thermal furnace.
Нагрев дисков с печью проводили со скоростью 5°С/мин. Температура нагрева составила 1050±10°С. По данным дифференциального термического анализа температура полного растворения γ'-фазы сплава ЭП741НП составляет 1130°С. То есть заданная температура термической обработки - 1050°С - на 80°С ниже указанной температуры полного растворения γ'-фазы.The disks with the furnace were heated at a rate of 5 ° C / min. The heating temperature was 1050 ± 10 ° C. According to differential thermal analysis, the temperature of complete dissolution of the γ'-phase of the EP741NP alloy is 1130 ° C. That is, the predetermined heat treatment temperature — 1050 ° C. — is 80 ° C. lower than the indicated temperature for the complete dissolution of the γ′-phase.
После нагрева до заданной температуры провели выдержку дисков в печи в течение 30 мин. Охлаждение дисков осуществляли аргоном со скоростью 15°С/мин.After heating to a predetermined temperature, the discs were held in an oven for 30 minutes. The disks were cooled with argon at a rate of 15 ° C / min.
Результаты испытаний по определению механических свойств термообработанных и прошедших ППД дисков после их восстановительной обработки представлены в таблице (третья сверху горизонтальная колонка).The test results for determining the mechanical properties of heat-treated and past PPD disks after their recovery processing are presented in the table (third horizontal column above).
Далее проводили восстановительную обработку для дисков, не прошедших ППД. Ее проводили аналогично описанному выше, как и для дисков, прошедших ППД, на тех же режимах.Next, recovery treatment was performed for disks that did not pass the PPD. It was carried out similarly to that described above, as for disks that underwent PPD, in the same modes.
Усредненные результаты испытаний по определению механических свойств термообработанных и не прошедших ППД дисков после их восстановительной обработки представлены в таблице (четвертая сверху горизонтальная колонка).The averaged test results for determining the mechanical properties of heat-treated and not passed PPD disks after their recovery treatment are presented in the table (fourth horizontal column from above).
Эффективность применения предлагаемой восстановительной обработки видна из данных таблицы. Если после ППД имеет место только повышение прочностных свойств сплава, то в случае реализации способа практически в два раза повышаются пластические характеристики, более чем на 20% - ударная вязкость при одновременном повышении предела прочности.The effectiveness of the proposed recovery treatment is visible from the data table. If after PPD there is only an increase in the strength properties of the alloy, then in the case of the method, the plastic characteristics are almost doubled, the impact strength is increased by more than 20%, while the tensile strength is increased.
Таким образом, предлагаемое техническое решение способствует не только восстановлению первоначальных механических свойств жаропрочных никелевых сплавов, но и их повышению.Thus, the proposed technical solution contributes not only to the restoration of the original mechanical properties of heat-resistant nickel alloys, but also to increase them.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015131555A RU2610379C1 (en) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | Method of reduction treatment of parts made of heat-resistant nickel alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015131555A RU2610379C1 (en) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | Method of reduction treatment of parts made of heat-resistant nickel alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2610379C1 true RU2610379C1 (en) | 2017-02-09 |
Family
ID=58457408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015131555A RU2610379C1 (en) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | Method of reduction treatment of parts made of heat-resistant nickel alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2610379C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1403652C (en) * | 1986-05-13 | 1994-06-30 | ВНИИ авиационных материалов | Method for reducing discs of special alloy |
| SU1547355A1 (en) * | 1988-04-18 | 1994-08-30 | B S Lomberg | Process for reducing treatment of heat resistant nickel alloy components |
| RU2171857C2 (en) * | 2000-11-13 | 2001-08-10 | ООО "Самаратрансгаз" | Method of reconditioning of cyclic strength of gasturbine engine parts from nickel-base high temperature alloys |
| US20050081968A1 (en) * | 2003-10-15 | 2005-04-21 | General Electric Company | Method for reducing heat treatment residual stresses in super-solvus solutioned nickel-base superalloy articles |
| US20110308674A1 (en) * | 2007-10-25 | 2011-12-22 | Volvo Aero Corporation | Method, alloy and component |
-
2015
- 2015-07-30 RU RU2015131555A patent/RU2610379C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1403652C (en) * | 1986-05-13 | 1994-06-30 | ВНИИ авиационных материалов | Method for reducing discs of special alloy |
| SU1547355A1 (en) * | 1988-04-18 | 1994-08-30 | B S Lomberg | Process for reducing treatment of heat resistant nickel alloy components |
| RU2171857C2 (en) * | 2000-11-13 | 2001-08-10 | ООО "Самаратрансгаз" | Method of reconditioning of cyclic strength of gasturbine engine parts from nickel-base high temperature alloys |
| US20050081968A1 (en) * | 2003-10-15 | 2005-04-21 | General Electric Company | Method for reducing heat treatment residual stresses in super-solvus solutioned nickel-base superalloy articles |
| US20110308674A1 (en) * | 2007-10-25 | 2011-12-22 | Volvo Aero Corporation | Method, alloy and component |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Barella et al. | Failure analysis of a third stage gas turbine blade | |
| KR20080071908A (en) | Method and product about high strength corrosion resistant titanium alloy | |
| CN114058989B (en) | Method for improving high-temperature strength of precipitation-strengthened high-temperature alloy | |
| US20090308506A1 (en) | Methods for heat treating and manufacturing a thermomechanical part made of a titanium alloy, and thermomechanical part resulting from these methods | |
| EP3326747B1 (en) | Nickel-based alloy regenerated member, and method for manufacturing same | |
| CN114247899A (en) | Heat Treatment Method for SLM Formed Inconel 738 Alloy Without Cracks | |
| CA2860214A1 (en) | Method of heat treating to avoid quench cracking in components formed by high deformation processes | |
| EP3505647A1 (en) | Nickel-based alloy regenerated member and method for manufacturing same | |
| RU2373302C2 (en) | Method of treatment of turbomachines blades | |
| RU2610379C1 (en) | Method of reduction treatment of parts made of heat-resistant nickel alloys | |
| US20210062317A1 (en) | Process for preventing recrystallization of shot peened blade roots during a heat treatment process | |
| Fang et al. | Forging Temperature Effects on Crack Tip Creep Behaviour of Hot Hammer Forged Ti‐6Al‐4V Alloy | |
| Belan et al. | Microstructural analysis of DV–2 Ni–base superalloy turbine blade after high temperature damage | |
| RU2849664C1 (en) | Method for restoration repair of gas turbine engine blades made of heat-resistant nickel alloys | |
| Sadeler | Influence of contact pressure on fretting fatigue behaviour of AA 2014 alloy with dissimilar mating material | |
| CN111036811B (en) | A kind of superalloy forging heat treatment method and product thereof | |
| Thulasiram et al. | Wetting phase transition of grain boundaries and material performance of novel Inconel 718 | |
| Chen et al. | Improving high-temperature fretting wear performance of GTD-450 blade steels via ultrasonic impact treatment-induced Si3N4 particle implantation | |
| Kommel | Microstructure and properties characterization of polycrystalline Ni-Fe-Cr-based superalloy EP-718E after electric upsetting | |
| Lin et al. | Study on stress corrosion cracking sensitivity of CrNiMoV steam turbine rotor steels | |
| RU2615102C1 (en) | Method of high-temperature thermomechanical treatment of (alpha+beta)-titanium alloys | |
| Li et al. | Experimental investigation on the creep and low cycle fatigue behaviors of a serviced turbine blade | |
| RU2707114C1 (en) | METHOD FOR THERMOMECHANICAL PROCESSING OF SEMI-FINISHED PRODUCTS FROM HEAT-STRENGTHENED Al-Cu-Mg-Ag ALLOYS | |
| RU2261935C2 (en) | Method of treatment of an article with an equiaxial structure made out of a heat-resistant alloy | |
| JP6244179B2 (en) | Heat treatment method for turbine rotor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190821 |