Способ упрочнения металла покрытий

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам обработки металлепокрытии, применяемых для защиты от газовой коррозии деталей из жаропрочных сплавов, что приводит к повышению эксплуатационных свойств самих высокотемпературных нагруженных деталей ГТД. Способ включает вибрационную термопластическую обработку при температуре, не превышающей температуру закалки обрабатываемого сплава, но выше температуры перехода обрабатываемого покрытия их хрупкого состояния в пластичное, с последующим рекристаллизационным отжигом в интервале от температур начала рекристаллизации сплавов металлрпокрытий до температур закалки жаропрочных сплавов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 23 С 10/60

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4926585/02 (22) 08,04,91 (46) 15.01.93. Бюл, ¹ 2 (72) P.Н.Шарыпов, Н.В.Абраимов и П,И.Балтрукович (56) Авторское свидетельство СССР

N 21308, кл. С 23 F 17/00, 1968. (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к способам обработки металлопокрытий, применяемых для защиты от газовой коррозии деталей из жаропрочных

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к способам термохимической обработки деталей и может быть использовано для упрочнения металлопокрытий на жаропрочных сплавах, применяемых в газотурбинных двигателях (ГТД).

B настоящее время нет сплавов, кото- . рые обладали бы высокими характеристиками и жаропрочности и жаростойкости, Поэтому для высокотемпературных нагруженных деталей ГТД используют композицию из высокожаропрочного сплава, который воспринимает нагрузки, и жаростойкого покрытия, защищающего деталь от высокотемпературного газового потока.

Практически все покрытия обладают более низкими механическими свойствами, чем защищаемые жаропрочные сплавы,и оказывают большее или меньшее отрицательное влияние на прочностные свойства защищаемых деталей при тех или иных условиях нагружения, Этим обуславливается тот

„5U„„1788084 Al сплавов, что приводит к повышениlo эксплуатационных свойств самих высокотемпературных нагруженных деталей ГТД. Способ включает вибрационную термопластическую обработку при температуре, не превышающей температуру закалки обрабатываемого сплава, но выше температуры перехода обрабатываемого покрытия их хрупкого состояния в пластичное, с последующим рекристаллизационным отжигом в интервале от температур начала рекристаллизации сплавов металлопокрытий до температур закалки жаропрочных сплавов. факт, что одним из важнейших требований к покрытиям является требование минимального влияния их на прочностные свойства защищаемого материала.

Известные способы термомеханической обработки жаропрочных сплавов не предусматривают обработку жаростойких металлопокрытий. Заданные механические свойства жаростойких покрытий обеспечиваются методом нанесения, составом и их структурой, полученной в результате различных термических обработок, Однако, проблема повышения механических свойств жаростойких покрытий, а следовательно, и всей детали газотурбинных двигателей остается актуальной, Известен способ упрочнения наплавленных металлопокрытий, нанесенных вибродуговой наплавкой, которые с целью повышения прочности в процессе наплавки подвергают термомеханической обработке (и рототи п);

1788084

Составитель Р

Техред М.Морг

Редактор

Заказ 52 Тираж Подписное

ВНИИПИ фсударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Термомеханическую обработку осуществляют с помощью приспособления, в ко тором в одном узле смонтированы наплавочная вибрагалтовка, трехроликовое приспособление для деформирования наплавляемого металла и система охлаждения, Иаплавленный (на поверхности детали) металл деформируют роликами и немедленно охлаждают (закаливают), Горячее деформирование на плавленного металла переводит литую структуру в деформированную, а следующее за этим немедленное охлаждение дает упрочненйе значительно большее, чем сумма упрочнений от действия этих факторов порознь.

Данный способ во-первых, применим

) для тех методов нанесения жаростойких покрытий, которые в настоящее время применяются для защиты лопаточных элементов

ГТД, а йменно для порошкового, шликерного, газового и конденсированного метода, во-вторых, эа счет немедленного (резкого) охлаждения (термоудара) в применяемых жаростойких покрытиях могут образовываться трещины.

Целью настоящего изобретения является повышение механических свойств металлопокрытий.

Упрочнение в способе, согласно изобретению, достигается за счет увеличения плотности дислокаций, измельчения зерна металлопокрытий с помощью термопластической обработки и последующего рекристаллизационного отжига, Термомеханическая обработка деталей с жаростойкйми покрытиями осуществляется на вибрационной устайовке защищенными от газовой коррозии стальными или никелевыми шариками при температурах, находящихся выше температуры перехода покрытий из хрупкого в пластичное состоянйе и не превышающих температур закалки жаропрочных сплавов, После "проведения термомеханической обработкй "гГроводится рекристаллизационный отжиг, для формирования мелкозернистой структуры при температуре, находящейся в интервале от начала рекристаллизации сплава металлопокрытия до температуры закалки жаропрочных сплавов, B результате термомеханической обработки и последующего рекристаллизационного от>кига формируется мелкозернистая структура металлопокрытия, приводящая к

5 повышению сопротивления многоцикловой усталости на 20-40 МПа.

Пример. Образцы из сплава ВЖЛ 12У с диффузионным покрытием системы N1 Ai (серийное алитирование в порошковой сме10 си ферроалюминия и хлористого аммония) прошли термомеханическую обработку при температуре 900 С (для алюминидных фазовых систем N1AI или 1 ч1эА! + ЮА! температуры перехода из хрупкого в пластичное

15 состояние находятся в интервале 600—

800 С, а температура закалки для ВЖЛ 12У составляет 1190 С), в течение 60 мин, с амплитудой 3 мм и частотой 15 Гц. Охлаждение образцов после термомеханическай обра20 ботки проводилось на воздухе, После термомеханической обработки проводился рекристаллизационный отжиг в вакууме при температуре 950 С в течение двух часов, В результате получилась более

25 мелкозернистая структура, па сравнению со структурой образцов да упрочнения. Последующие испытания подтвердили повышенйе Со йроти ален и я м но го цикла вой усталости на 40 МПа, 30.. Таким образом, предлагаемый способ позволяет влиять на размеры зерен поверх ностного слоя, что, в свою очередь, приводит к изменению механических свойств и самих деталей из жаропрочных сплавов с

35 металлопокрытиями.

Формула изобретения Способ упрочнения металлопокрытий, преимущественно жаростойких на никелевых сплавах, включающий термомеханиче40 скую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств металлопокрытия, термомеханическую обработку проводят путем вибрационного воздействия металлическими

45 шариками в"температурном интервале ат температуры перехода покрытия из хрупкого сбстояния в пластичное до температуры закалки металла основы, после чего проводят рекристаллизационный отжиг в

50 температурном интервале начала рекристаллиэации покрытия до температуры закалки металла основы. .Шарыпов ентал Корректор И.Шмакова

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