Способ обработки заготовок из жаропрочных дисперсионно- твердеющих сплавов на основе никеля

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении заготовок из жаропрочных дисперсионнотвердеющих сплавов на основе никеля для деталей типа лопаток газовых турбин, работающих в условиях высоких температур. Цель изобретения - повышение предела прочности при высокой температуре и ударной вязкости при комнатной температуре изделий из жаропрочных сплавов на основе никеля вакуумно-дугового способа выплавки . Сущность изобретения заключается в нагреве изделий до 1175 ± 10°С, выдержке при этой температуре 30 - 35 мин, последующей горячей прокатке с температурой конца не ниже , выдержке при этой температуре 5 ч, охлаждении на воздухе и одинарном старении при 800°С 16 ч. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>.)s С 22 F 1/10

ГОСУДАРСТВЕHHbllil КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтКРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4706028/02 (22) 11.04.89 (46) 30.06.92, Бюл. N- 24 (71) Производственное объединение "Юж= ный машиностроительный завод" (72) В,А. Горин и Л.И. Анпилогова (53) 621,785.79(088.8) (56) Масленков С,Б, Жаропрочные стали и сплавы. М.: Металлургия, 1983.

Патент США ¹ 4652315, кл. С 22 F 1/10, 1987, (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ

ЖАРОПРОЧНЫХ ДИСПЕРСИОННО-T8f РДЕЮЩИХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении заготовок из жаропрочных дисперсионноИзобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении заготовок из жаропрочных дисперсионнотвердеющих сплавов на основе никеля для деталей типа лопаток газовых турбин, работающих в условиях высоких температур.

Известен способ термической обработки, заключающийся в том, что заготовки из жаропрочного дисперсион но-твердеющего сплава на основе никеля ХН75ВМЮ-ВД по- сле горячей прокатки прутков на спецпрофиль для лопаток газовых турбин подвергают высокотемпературной закалке при.1180 С, выдержке 6 ч, охлаждению на воздухе и двойному старению — нагрев при

1000 С, выдержка 4 ч, охлаждение с печью до 900 С, выдержка 8 ч, охлаждение на воздухе, нагрев при 800 С, выдержка 16 ч, охлаждение на воздухе.

„„. Ж, „1744143 А1 твердеющих сплавов на основе никеля для деталей типа лопаток газовых турбин, работающих в условиях высоких температур.

Цель изобретения — повышение предела прочности при высокой температуре и ударной вязкости при комнатной температуре изделий из жаропрочных сплавов на основе никеля вакуумно-дугового способа выплавки, Сущность изобретения заключается в нагреве изделий до 1175 + 10ОС, выдержке при этой температуре 30 — 35 мин, последующей горячей прокатке с температурой конца не ниже 1050"С, выдержке при этой температуре 5 ч, охлаждении на воздухе и одинарном старении при 800 С 16 ч. 2 табл.

Недостатком известного способа является нестабильность механических свойств, контролируемых при высоких температурах, из-за склонности жаропрочных сплавов на никелевой основе вакуумно-.дугового способа выплавки к росту зерна и укрупнению карбидных и интерметаллидных выде- лений по границам зерен при длительных выдержках в процессе высокотемпературных нагревов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения дисперсионно-твердеющего сплава на основе никеля, заключающийся в горячей прокатке в диапазоне 1200 —. 800 С, выдержке горячекатаного сплава при 100—

1200 С в течение 3 — 5 ч, после чего охлаждение, затем старение при 500 — 750 С в течение 1 — 200 ч. При этом в указанном

1744143 ром 35 мм, длиной 800 мм нагревают в электропечи до 1175 С, выдерживают 30 — 35 мин и направляют на прокатку. Температура конца прокатки не менее 1050 С. При этой температуре спецпрофиль загружают в печь, нагретую до 1175 + 10 С, выдер50 способе горячую прокатку выполняют при

1150 — 850 С, после чего сплав выдерживают при 1050 — 1150 С в течение lO мин 5 ч.

Недостатком известного способа является получение предела прочности и удар- 5

° ной вязкости ниже требуемых, а также образование трещин при температуре конца прокатки менее 1050 С.

Цель изобретения — повышение предела прочности при высокой температуре и 10 ударной вязкости при нормальной температуре деталей, изготавливаемых из жаропрочных дисперсионно-твердеющих сплавов на основе никеля вакуумно-дугового способа выплавки.. 15

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки заготовок иэ жаропрочного дисперсионно-твердеющего сплава на основе никеля, включающему горячую прокатку, изотермическую выдержку 20 и старение, заготовки непосредственно после горячей прокатки при.температуре конца прокатки не ниже 1050 С подвергают изотермической выдержке при 1175 + 10 С, охлаждают на воздухе, подвергают старе- 25 нию при 800 С в течение 16 ч, охлаждают на воздухе.

Сопоставительный анализ с прототипом и другими техническими решениями показывает, что предлагаемый способ 30 обработки заготовок из жаропрочных дисперсионно-твердеющих сплавов на основе никеля для обеспечения растворения избыточных фаэ, протекания процесса рекристаллизации структуры и получения 35 мелкозернистого твердого раствора с целью повышения предела прочности при высоких температурах и ударной вязкости, температуры конца прокатки не ниже

1050 С изотермическую выдержку прово- 40 дят при 1175 и 10 С, старение при 800 С в течение 16 ч с охлаждением на воздухе.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Прутки из сплава ХН75ВМЮ-ВД диамет- 35 живают 5 ч, охлаждают на воздухе. Затем проводят старение при 800 С, выдержке 16 ч, охлаждают на воздухе.

Пример (известный способ), Прутки из сплава XH758MG-ВД диаметром 35 мм, длиной 800 мм нагревают в печи при

1175 С, выдерживают 30 — 35 мин, направляют на прокатку. После прокатки охлаждают на воздухе. Затем спецпрофиль подвергают высокотемпературной закалке при 1180 С, выдержке 6 ч, охлаждению на воздухе и двойному старению — нагревают до 1000 С, выдерживают 4 ч, охлаждают с. печью до 900 С, выдерживают 8 ч, охлаждают на воздухе, нагревают до 800 С, выдерживают 15 ч, охлаждают на воздухе.

В табл;.1 приведены обобщенные результаты испытаний механических свойств при комнатной и высоких температурах на образцах, вырезанных из заготовок, изготовленных из жаропрочного дисперсионнотвердеющего сплава на основе никеля

ХН75ВМЮ-ВД по предлагаемому и известному способам.

В табл. 2 приведены механические свойства заготовок из сплава XH75BMI0ВД в зависимости от температуры и времени старения.

Как видно иэ табл. 1 и 2, предлагаемый способ обработки заготовок из жаропрочного дисперсионно-твердеющего сплава вакуумно-дугового способа выплавки обеспечивает более высокий уровень механических свойств (предел прочности и ударную вязкость}, что.повышает надежность агрегатов, работающих в условиях высоких температур.

Формула изобретения

Способ обработки заготовок из жаропрочных дисперсионно-твердеющих сплавов на основе никеля, преимущественно вакуумно-дугового способа выплавки, включающий горячую прокатку с последующей изотермической выдержкой при температуре 1175 + 10 С, охлаждение на воздухе и старение, отличающийся тем, что, с целью повышения предела прочности и ударной вязкости, горячую прокатку проводят с температурой окончания не ниже

1050 С, а старение осуществляют при температуре 800 С в течение 16 ч.

1744143

Таблица1

Способ

Т-ра испытаний 8500С

Ползуч. при 750С, нагрузке

45 кгс/мм2 за 15 мин, ф

Предел прочнос. кгс/ммо

Относит.

Относит. сужение, удлин.;

67-83 . 4,0- !2 . 8,0-19 1,5-8,0 0,71-0,8

Известный

7,0-16,0 8,0-19 4,0-9,0 0,4-0,6

70-88

Предлагаемый

Изотермическая выдержка после горячей прокатки спецпрофиля при

1175+10 С в течение 5 ч, охлаждение на вездухе, старение при

800оС в течение

16 ч, охлаждение на воздухе

Требуемый уровень механических свойств Ъ60 W6,0 ф8,0

Таоли ца 2

Т-ра испытания 850 С

Са

Т-ра и. ереня старения °

Удары. вязкость при 20 С, кгсн/снз оолзучесть при 750 С, нагрузке

45 кгс/ннз за 15 ннн

Паранетры прокатки и изотернической выдермки

ые ° кгс/ннз

Тенпература конца горячей прокатки не немее 1050 С, изотерническая выдернка при тенпературе 11753-10 4 и течение

6 ч, охландение иа воздухе

Корректор.Т.Палий

Техред М.Моргентал

Редактор М,Петрова

Заказ 2170: Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Закалка заготовок спец-. профиля, полученного горячей прокаткойнагрев до 1175 С, выдержка 6 ч, охлаждение на воздухе, ста- . рение при 1000 С,выдержка 4 ч, охлаждение с печью до 500 С, выдержка 8 ч, охлаждение на воздухе, .1а- . грев до 800 С, выдержка 16 ч, охлаждение на воздухе

600х10

600х16

650х10

650х16

700х10

7оох16

750х10

750xIG

800х10

ЕОах16

Е5ох10

55,5-76,0

56,о-7Е,о

57,6-79,5

60,0-78,5

59,8-77 ° 5

61,5-80,5

60,5-81,5 60,5-82,5

60 ° 5-79,5

70,0-88,0

65,0-78,8

8,0-13,0

7.5-14,5

8 ° о-15,6

6,0-13,5

8, 5-14, О

7, 5-14,5

Е,о-I6,2

7, 5-17,5

6,9-15,9

7,0-16,0

7,0- 15,5

7 ° о-11,о

6;о-11;о

7, 5-15,6 е о-13.5

Е,Е-15,.7

9, 0-16, 7

8,8-15,7

8,5-16,2 е,о-16,7

8,0-2О,О

7,5-18,5

3,0-4,6

3,0-4,5

3,0-4,8 2,8-5,2 3,0-6,2

3,0-5,8

3,0-7,8

3,0"3,9

3,0-8,8

4,0-9,0

3 5-å,о

0,57-0,67 о,54-î,72

0,49-0,62

0,42-0 ° 53

0,39-0,32

0 ° 41-0,56

0,39-0,45

0,35-0,60

0,42-0,57.

0,4-0,60

0,47-0 ° 56