Способ получения затравок для литья монокристальных изделий из никелевых жаропрочных сплавов

 

Использование: в металлургии, в частности в технологии монокристального литья из жаропрочных сплавов для увеличения выхода годных затравок и повышения точности их ориентации. Сущность: затравки изготавливают из заготовок произвольной ориентации, определяют угол наклона плоскости с заданной кристаллографической ориентацией к оси отливки, а также след этой плоскости на торце заготовки и вырезают затравки под указанным углом. Азимутальная ориентация затравок задается по следам дендритных рядов, выявленных травлением. Использование изобретения позволяет яовысить выход годных затравок до 90 % и точность ориентации до 05-2,0°. 2 з.п. ф-лы. 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s В 22 0 27/04

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) МВНМ

qirEMrH. Bg85%EOgll

Г т H А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4878967/02 (22) 31,10.90 (46) 15,06.93. Бюл. М 22 (71) Научно-производственное обьединение

"Всесоюзный институт авиационных матфриалов" (72) В.Н.Толораия, И.Л,Светлов, А.И.Кривко и Н.Г.Орехов (73) Всесоюзный научно-исследовательский институт авиационных материалов (56) Металловедение и новая технология легких и жаропрочныхсплэвовСб. ВИЛС, 1982. с,64. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3АТРАВ0К ДЛЯ

ЛИТЬЯ МОНОКРИСТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИИ

ИЗ НИКЕЛЕВЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении монокристальных иэделий иэ никелевых жаропрочных сплавов с применением затравок заданной ориентации, например, при литье монокристальных рабочих и сопловых лопаток авиационных газотурбиннных двигателей (ГТД) и газотурбинных стационарных установок (ГТУ).

Целью изобретения является повышение выхода годного ээтравок и точности их ориентации.

Указанная цель достигается тем, что заготовку для затравок отливают с произвольной ориентацией, определяют положение плоскости с заданной кристэллографической ориентировкой, составляющей максимальный угол с осью заготовки, отмечают след этой плоскости на торце заготовки, после чего проводят резку заготовки под найденным углом с расположением плоскости

„„. й2„„1822375 АЗ (57) Использование: в металлургии, в частности в технологии монокристального литья иэ жаропрочных сплавов для увеличения выхода годных затрааок и повышения точности их ориентации. Сущность: затравки изготавливают из заготовок произвольной ориентации, определяют угол наклона плоскости с заданной кристаллографической ориентацией к оси отливки, а также след этой плоскости на торце заготовки и вырезают затравки под указанным углом. Аэимутальная ориентация эатравок задается по следам дендритных рядов. выявленных травлением, Использование изобретения позволяет повысить выход годных затравок до 90 7. и точность ориентации до 05-2,0 .

2 э.п, ф-лы, 2 ил. резания параллельно указанному положению плоскости с заданной кристаллографической ориентацией. При этом монокристальную заготовку отливают в виде цилиндра.

С целью получения затравок для литья

0 монокристальных изделий с заданной азимутальной ориентировкой проводят травление полученной затравки для выявления дендритной структуры, определяют следы плоскостей (001) по направлению дендритных рядов на торцевой поверхности затравки, после чего проводят разметку под заданную ориентацию относительно направления дендритных рядов на ее торце.

Существенный отличительный признак предлагаемого способа от известных состоит в гюлучении эатравок из монокристальной заготовки произвольной кристаллографической ориентации методом вырезки, Определение кристаллогра1822375 фических плоскостей, по которым в дальнейшем проводится раэреэка заготовки на затравки, осуществляется на рентгеновском дифрактометре типа ДРОН, В отличие от известных методов определения полной пространственной ориентировки монокристаллов, в данном способе находят только один угол между плоскостью с заданными индексами (6, К I) и осью заготовки, Из кристаллографии известно, что существует семейство эквивалентных плоскостей с индексами (h, k, 1). В данном изобретении определяется только та плоскость (h, К I), которая образует максимальный угол с осью заготовки. Это условие позволяет увеличить количество вырезаемых из одной заготовки затравок, так как плоскость реза в данном случае близка к торцевой плоскости заготовки (максимальное количество эатравок, естественно, получают при резке перпендикулярно оси заготовки). Для точной установки заготовки в отрезной станок на ее торце определяют след плоскости с заданными индексами (h, k, I). Механическая вырезка эатравок обеспечивает более. высокую точность их ориентации по сравнению с известной литейной технологией, Существенным достоинством предлагаемсго изобретения является простой и экспрессный метод разметки азимутальной ориентировки эатравок по дендритной структуре, выявляемой травлением.

Способ поясняется фиг.1 и 2.

На фиг,1 показана монокристальная заготовка произвольной ориентировки со стартовым конусом 1, служащим для зарождения одного кристалла. Такой конус выполняется для каждой заготовки или для блока из 3-5 заготовок. На заготовке пвкаэана плоскость реза 2 под заданным углом аи след этой плоскости на торце заготовки 3, На фиг.2 схематически показана дендритная структура 4 на торце затравки (001) и разметка ее под аэимутальные ориентации (001 ) и (01t) с помощью рисок 5 и

6. соответственно.

Пример. Изобретение проверено при изготовлении затравок с аксиальной ориентировкой (001) и азимутальной ориентацией (100) из бинарного сплава NI -30$ W. Монокристальные заготовки произвольной ориентировки отливали методом направленной кристаллиазции на печи УВНК-8П.

Заготовки диаметром 8 мм и длиной 100 мм собирали в блоки по 18 штук, по два блока в каждой плавке. Каждую заготовку травили в смеси плавиковой и азотной кислот для выявления макроструктуры. Выход монокристальных заготовок составил 907.

Монокристальные заготовки размечали под вырезку на рентгеновском дифрактометре ДРОН путем вывода в отражающее положение плоскостей с заданной кристаллографической ориентировкой плоскости

400, угол 0 58О, На торце заготовки отмечали направление следа этой плоскости. Разреэку заготовок на затравки проводили на отрезном станке с поворотным лимбом с помощью абразивного диска (толщиной

0,8-1,0 мм). Толщина эатравок составляла

3,5-4 мм. Затем затравки травили для выявления дендритной структуры на торце. Азимутальную ориентацию затравок в направлении (100) определяли путем нанесения рисок, параллельных осям второго порядка дендритов. Как показал выборочный рентгеновский контроль, ориентация затравок отклонялась от (001) в пределах 1,5 — 2".

Данное изобретение позволяет получать монокристальные затравки любой аксиальной и азимутальной ориентации с точностью 1,5 — 2 с выходом годных затравок 90 . При этом торцевая плоскость эатравок с индексами (h, k, 1) задает аксиальную ориентацию монокристального изделия. а поворот затравки в этой плоскости относительно направления дендритных рядов определяет азимутальную ориентировку. Применение эатравок, полученных указанным способом, позволяет значительно повысить выход годных монокристальных изделий. так как в этом случае практически полностью исключается прорастание посторонних кристаллов от стенок затравочной полости в полость формы. образующей собственно изделие.

Формула изобретения

t. Способ получения затравок для литья монокристальных изделий иэ никелевых жаропрочных сплавов с заданной кристаллографической ориентацией, включающий отливку монокристаллической заготовки направленной кристаллизацией, резку, травление на макроструктуру и определение ориентации,отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного затравок и точности их ориентации; монокристальную заготовку отливают с произвольной кристаллографической ориентацией, определяют положение плоскости с заданной кристаллографической ориентацией. составляющей максимальный угол с осью заготовки, отмечают след этой плоскости на торце заготовки, после чего проводят резку заготовки под найденным углом с расположением плоскости резания параллельно укаэанному положению плоскости с заданной кристаллографической ориентацией.

1822375

2. Способ по п.1. отличающийся тем. что монокристальную заготовку отливают в виде цилиндра.

Составитель Т. Королева

Редактор В.Трубченко Техред M.Moðlåíòàë Корректор П.Гереши

Заказ 2117 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

3. Способпоп1,отличающийся тем, что при получении затравок для литья монокристальных изделий с заданной азимутальной ориентацией полученную монокристальную заготовку подвергают травлению для выявления дендритной структуры. определяют следы плоскостей (001) по направлению дендритных рядов на торцевой

5 поверхности заготовки, после чего проводят разметку под заданную ориентацию относительно направления дендритных рядов на ее торце.