Способ термомеханической обработки заготовок из гранулируемых высоколегированных никелевых сплавов

Способ термомеханической обработки заготовок из гранулируемых высоколегированных никелевых сплавов

Реферат

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении заготовок дисков из гранулируемых никелевых высоколегированных никелевых сплавов для газотурбинных двигателей.

Известен способ термомеханической обработки заготовок из гранулируемых никелевых сплавов, включающий горячее изостатическое прессование, отжиг и термическую обработку (Белов А.Ф. и др. Структура и свойства гранулируемых никелевых сплавов. М.: Металлургия, 1984, стр.107-108).

Предлагается способ термомеханической обработки заготовок из гранулируемых высоколегированных никелевых сплавов, включающий горячее изостатическое прессование, отжиг, первую стадию деформации с регламентированной степенью, равной 20-25%, промежуточный рекристаллизационный отжиг при температуре на 40-50°С ниже температуры полного растворения γ'-фазы, вторую стадию деформации с регламентированной степенью, равной 20-25%, и термическую обработку. При этом суммарная степень деформации должна быть равна 35-40%.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что после отжига проводят двухстадийную деформацию с промежуточным рекристаллизационным отжигом, при этом деформацию на каждой стадии проводят с регламентированной степенью 20 - 25% при суммарной степени 35 - 40%, а промежуточный рекристаллизационный отжиг ведут при температуре на 40-50°С ниже температуры полного растворения γ'-фазы.

Техническим результат - повышение механических и эксплуатационных свойств, что позволяет увеличить срок службы получаемых дисков и снизить расход дефицитных материалов.

Предлагаемый способ позволяет создать условия роста для исключения миграции границ зерен и соответственно роста, что повышает предел прочности, предел текучести, длительную прочность и сопротивление малоцикловой усталости.

Пример

Цилиндрические капсулы из стали 20 размером 160×200 мм засыпали серийными гранулами сплава типа ЭП741НП, имеющими температуру полного растворения γ'-фазы, равную 1200°С.

Капсулы с засыпанными гранулами повергали горячему изостатическому прессованию и последующему отжигу.

Отжиг проводили по режиму: нагрев до температуры 1200°С, выдержка 4 часа, замедленное охлаждение со скоростью 30°С/час до температуры 900°С, что на 300°С ниже температуры полного растворения γ'-фазы.

Далее осуществляли нагрев на температуру 1150°С, что на 50°С ниже температуры полного растворения γ'-фазы, и первую стадию деформации с регламентированной степенью 25%. После первой стадии деформации высота заготовки соответствовала 150 мм.

Далее заготовку подвергали рекристаллизационному отжигу при температуре 1150°С, что на 50°С ниже температуры полного растворения γ'-фазы, в течение 4 часов.

Далее проводили вторую стадию деформации с этой температуры с регламентированной степенью 20%. Высота полученной заготовки после двух стадий деформации соответствовала 120 мм. При этом суммарная степень деформации была равна 40%.

Деформированную заготовку из сплава типа ЭП741НП подвергали термической обработке по режиму:

закалка от температуры 1180°С, выдержка 4 часа, охлаждение на воздухе и старение при температуре 780°С, выдержка 16 часов, охлаждение на воздухе.

В таблице представлены механические и эксплуатационные свойства деформированных заготовок из сплава типа ЭП741, изготовленных в соответствии с предлагаемым способом в сравнении с заготовками, изготовленными в соответствии с прототипом.

Таблица
Технология	Механические свойства	Длительная прочность при Т=650°С за сто часов	МЦУ при T=650°C и прочности 100 кгс/мм2, N, циклов
Предел прочности, кгс/мм2	Предел текучести, кгс/мм2	Относи-тельное удлинение
Предлагаемый способ	158	110	20	105	8•104
Прототип	150	99	20	100	1•104

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение показателей прочности на 8-11 кгс/мм², длительной прочности - на 5 кгс/мм², сопротивление малоцикловой усталости - в 8 раз.

Повышение механических и эксплуатационных свойств заготовок дисков, изготовленных в соответствии с предлагаемым способом, позволяет по сравнению с заготовками, изготовленными в соответствии с прототипом, повысить их срок службы в 1,5 раза, что сэкономит в 1,5 раза расход дефицитных материалов на изготовление дисков.

Способ термомеханической обработки заготовок из гранулируемых высоколегированных никелевых сплавов, включающий горячее изостатическое прессование, отжиг и термическую обработку, отличающийся тем, что после отжига проводят двухстадийную деформацию с промежуточным рекристаллизационным отжигом, при этом деформацию на каждой стадии проводят с регламентированной степенью деформации 20-25% при суммарной степени деформации 35-40%, а промежуточный рекристаллизационный отжиг ведут при температуре на 40-50°С ниже температуры полного растворения γ'-фазы.