Способ изготовления изделий из жаропрочных никелевых сплавов

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке металлов давлением . Заготовку нагревают, проводят горячую пластическую деформацию, затем с температуры конца горячей пластической деформации проводят рекристаллизационный отжиг, после чего ведут охлаждение с печью до 350°С, далее на воздухе. Заключительный этап - упрочняющая термообработка. Для сплавов системы в процессе охлаждения после рекристаллизационного отжига осуществляют изотермическую выдержку при температуре дисперсионного твердения . Перед упрочняющей термообработкой для сплавов указанной системы возможно дополнительное проведение термоциклической обработки, заключающейся в многократном нагреве до максимальной рабочей температуры сплава, выдержке и охлаждении на воздухе. Способ позволяет сократить разброс длительной прочности до 10-25%. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 22 F 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

:О (Л

М ф

1 ! (ъ (21) 1354871/02 (22) 05.08.69 (46) 30.09.92. Бюл. N. 36 (71) Всесоюзный институт легких сплавов (72) М.В.Волков (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 274618, кл. С 22 F 1/10, 1970. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке металлов давлением. Заготовку нагревают, проводят горячую пластическую деформацию, затем с температуры конца горячей пластической деформации проводят рекристаллизационный

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности, к обработке давлением.

Известный способ изготовления деталей из сплавов на никелевой основе горячей обработкой давлением предусматривает нагрев заготовки до температуры наилучшей пластичности, деформации заготовки до заданной формы и размеров(например, ковкой, штамповкой, прессованием, прокаткой), охлаждение изделия после деформации на воздухе и последующую термическую обработку.

Характерной особенностью деформированных сплавов на никелевой основе является наличие разброса жаропрочных свойств по сечению.

Целью предлагаемого изобретения является снижение трещинообразования, по„„ Ы„„1765246 А1 отжиг, после чего ведут охлаждение с печью до 350 С, далее на воздухе. Заключительный этап — упрочняющая термообработка.

Для сплавов системы в процессе охлаждения после рекристаллизационного отжига осуществляют изотермическую выдержку при температуре дисперсионного твердения, Перед упрочняющей термообработкой для сплавов указанной системы возможно дополнительное проведение термоциклической обработки, заключающейся в многократном нагреве до максимальной рабочей температуры сплава, выдержке и охлаждении на воздухе. Способ позволяет сократить разброс длительной прочности до 10-25%.

3 ил. вышение жаропрочности и стабильности механических свойств, Предлагаемый способ изготовления деталей из сплавов на никелевой основе приведен в принципиальных схемах упрочнения на фиг.1-3, Принципиальной схемой упрочнения фиг.1 предусматривается упрочнение изделия из сплавов Ni-Cr-Ti-Al в которых упрочняУ ющая интерметаллидная фаза Nia(TiA!) выделяется в структуре сплава в процессе старения.

Принципиальная схема фиг.1 предусматривает:

1) а — нагрев изделия под пластическую деформацию.

2) b — пластическая деформация (ковка, штамповка, прессование, прокатка, согласно существующей технологии), 1765246

3) с — перенос изделия в печь и выдержка при температуре, обеспечивающей рекристаллизацию сплава (например, при штамповке дисков из сплава ЭИ-437БУ, они выдерживаются при температуре 1120 С).

4) d — перенос изделия и выдержка в печи в температурном интервале максимального дисперсионного твердения, Время выдержки устанавливается из расчета получения максимальной плотности и твердости матрицы сплава.

5) е — перенос изделий в печь и изотермическая выдержка в температурном интервале образования структуры.

К-состояние Т = 450-550 С, в течение

8-12 ч), охлаждение изделия вместе с печью до 350 С, охлаждение на воздухе.

6) термическая обработка по оптимальному режиму согласно ТУ, П р и м е ч а н и е: 1) В случае, если в структуре сплава в процессе последней операции горячей обработки происходит рекристаллизация обработки, время выдержки при проведении операции (С) сокращается и ограничивается временем, потребным на прогрев изделия, 2, Для усиления эффекта повышения жаропрочности изделие подвергают дополнительной термической обработке по циклическому графику, представленному на фиг,2, Циклическая термообработка предусматривает после окончания термообработки по циклу фиг.1, многократный нагрев: изделия до температуры неполного устранения структуры К-состояние, до максимальной рабочей температуры сплава, например, для сплава ЭИ-437БУ, до 800 С, выдержки изделия при этой температуре до прогрева и охлаждения, после каждого прогрева, на воздухе. Количество циклов устанавливается по требуемому эффекту. Чем больше циклов, тем больше эффект в повышении жаропрочности, 3. Принципиальной схемой упрочнения (фиг.3) предусматривается упрочнение сплавов типа Ni-Сг-Ti-А1-Mо-W-Co (высокого легирования), в которых упрочняющая интерметаллидная фаза Nia(TIAI) выделяется в процессе охлаждения на воздухе (сплавы типа ЭИ-929, ЖС6-КП).

Принципиальная схема (фиг,3) предусматривает;

1) а — нагрев заготовки под пластическую деформацию.

2) Ь вЂ” пл асти чес кую деформа ци ю (ко вка, штамповка, прессование, прокатка согласно су;цествующей технологии).

3) с — перенос изделия в печь и изотермическую выдержку в температурном интервале образования структуры

К-состояние (450-550 С) в течение 1-3 ч, охлаждение с печью до 350 С, охлаждение на воздухе.

4) термическую обработку по оптималь5 ному режиму, предусмотренному на каждый сплав, П р и м е ч а н и е: 1) Для усиления эффекта повышения жаропрочности изделие подвергают дополнительной термиче10 ской обработке по циклическому графику, представленному на фиг.2. Циклическая термообработка предусматривает после окончания термообработки по циклу фиг.1, многократный нагрев изделия до темпера15 туры неполного устранения структуры

К-состояние, до максимальной рабочей температуры сплава, например, для сплава

ЭИ-929, до температуры 950 С, выдержки, изделия при этой температуре до прогрева

20 и охлаждения изделия, после каждого прогрева, на воздухе. Количество циклов устанавливается экспериментально.

2) если в структуре сплава в процессе деформации изделия не происходит рекри25 сталлизация обработки, то изделие после пластической деформации (операция b) нагревают до температуры рекристаллизации.

Пример. При изготовлении прутков из сплава ЭИ-929,ег25 мм путем прессова30 ния на прессе 600 т со степенью обжатия

90 заготовку нагревают до температуры

1070-1080 С, затем производят прессование. При охлаждении прессованного прутка на воздухе после стандартной термической

35 обработки длительная прочность при температуре испытания 900 С и напряжении 22 кг/мм составляет 80-150 ч. Разброс длительной прочности по сечению и длине составляет 70-1007,, При охлаждении

40 прессованного прутка, изготовленного в тех же условиях, в печи, нагретой на температуру 520-540 С по режиму.

Выдержка в печи 30 мин, охлаждение вместе их с печью до 350 С и охлаждение на

45 воздухе, После стандартной термообработки образцы показывают длительную прочность 350-400 ч. Разброс длительной прочности сокращается до 10-25 .

Формула изобретения

50 1. Способ изготовления изделий из жаропрочных никелевых сплавов, включающий нагрев заготовки, горячую пластическую деформацию, ступенчатое охлаждение с изотермической выдержкой при температуре

55 образования К-состояния 450-550 С, после которой изделие охлаждают с печью до промежуточной температуры, далее на воздухе, отличающийся тем, что, с целью снижения трещинообразования, повышения жаропрочности и стабильности механи1765246 ческих свойств, после пластической деформации с температуры конца горячей пластической деформации дополнительно проводят рекристаллизационный отжиг, охлаждение с печью ведут до промежуточной температуры 350 С, а после охлаждения на воздухе проводят упрочняющую термическую обработку.

2. Способ по п1,отл ичающийся тем, что для сплавов системы Ni-Cr-Ti Al в процессе охлаждения после рекристаллизационного отжига осуществляют изотермическую выдержку при температуре дисперсионного твердения.

5 3. Способ по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что перед упрочняющей термической обработкой дополнительно проводят термоциклическую обработку, закл ючающуюся в многократном нагреве до максималь10 ной рабочей температуры сплава, выдержке и охлаждении на воздухе.

1765246

Т-Ю,ОР/,97, Й7С

Составитель М. Волков

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор E. Папп

Редактор

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

Заказ 3357 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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