×
09.06.2019
219.017.7fde

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИКЕЛЕВЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению изделий из жаропрочных гетерофазных деформируемых никелевых сплавов, работающих в интервале температур 20-1000°С и предназначенных для изготовления корпусов, кожухов, экранов и других листовых изделий. Предложен способ получения листовых изделий из никелевых жаропрочных сплавов. Способ включает отливку слитка, деформационную обработку слитка, предварительную горячую прокатку и окончательную прокатку, формовку листовых изделий. Предварительную горячую прокатку проводят со степенью деформации не менее 70% и скоростью деформации 1-5 с при Тγ'+30÷100°С, окончательную прокатку проводят вхолодную со степенью деформации за проход 5-20%, с суммарной степенью деформации 20-80%, после предварительной горячей прокатки и окончательной холодной прокатки дополнительно проводят термообработку при Тγ'+30÷80°С и выдержке 15-60 минут с последующим быстрым охлаждением, а формовку листовых изделий осуществляют холодной штамповкой. Способ обеспечивает формирование оптимального структурного состояния с высокой технологической пластичностью при операциях горячей и холодной прокатки листов, высокие коэффициенты штампуемости, высокий уровень эксплуатационных свойств листовых изделий и снижение трудоемкости их изготовления. 2 табл., 4 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению изделий из жаропрочных гетерофазных деформируемых никелевых сплавов, работающих в интервале температур 20-1000°С и предназначенных для изготовления корпусов, кожухов, экранов и других листовых изделий.

Известен способ изготовления изделий из листов сплава In 718 методом сверхпластической формовки, включающий отливку слитка, горячую прокатку, закалку при температуре 1060°С с выдержкой в течение 15 мин, старение в интервале температур 730-800°С в течение 1-2 часов, холодную прокатку на лист со степенью деформации не менее 60%, рекристаллизационный отжиг при температуре 900°С в течение 30 минут и суперпластическую деформацию листа при температуре 970±10°С под напряжением 45-60 МПа (патент США №6328827).

Недостатками этого способа являются невозможность его использования для изготовления изделий из жаропрочных сплавов, не имеющих эффекта сверхпластичности, и низкая производительность процесса.

Известен способ изготовления полых заготовок за счет операции многократной вытяжки и их термической обработки, отличающийся тем, что перед каждой последующей операцией вытяжки полых заготовок из дисперсионно-твердеющего сплава осуществляют их термическую обработку в защитной среде с последующим ускоренным охлаждением, обеспечивающим образование однофазной структуры сплава (патент РФ №2064356).

Недостатком этого способа является отсутствие в исходном материале подготовленной однородной структуры с высоким уровнем технологической пластичности, что приводит к необходимости применения операций многопереходной вытяжки с промежуточными термообработками.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ изготовления листовых изделий из сплава типа Inconel 718, включающий отливку слитка, деформационную обработку слитка, предварительную горячую прокатку, окончательную прокатку и сверхпластическую формовку, отличающийся тем, предварительную горячую прокатку ведут в однофазной области сплава, а окончательную прокатку ведут в интервале температур 975-825°С со скоростью деформации 10-4-101 c-1, с суммарной степенью деформации не менее 50% по крайней мере за два прохода для обеспечения протекания динамической рекристаллизации (патент РФ №2269589).

Недостатками этого способа являются невозможность его использования для изготовления изделий из жаропрочных сплавов, не имеющих эффекта сверхпластичности, низкая производительность процесса, сложность холодной прокатки листов. Сплавы с зернами микронного размера имеют повышенную пластичность в интервале температур Тпрγ'-30-100°С, низкую пластичность и высокую прочность при нормальной температуре. Сплав Inconel 718 с зернами 6 мкм имеет предел текучести 1280 МПа и удлинение 17%. При формировании в сплаве структуры с зернами 0,5-1 мкм сплав будет иметь более высокий предел текучести и удлинение менее 17%, что создает значительные трудности при его холодной прокатке.

Технической задачей изобретения является разработка способа получения листовых изделий из никелевых жаропрочных сплавов, который обеспечивает формирование оптимального структурного состояния с высокой технологической пластичностью при операциях горячей и холодной прокатки листов, высокие коэффициенты штампуемости, высокий уровень эксплуатационных свойств листовых изделий и снижение трудоемкости их изготовления.

Для достижения поставленной задачи предложен способ получения листовых изделий из никелевых жаропрочных сплавов, включающий отливку слитка, деформационную обработку слитка, предварительную горячую прокатку и окончательную прокатку, формовку листовых изделий, отличающийся тем, что предварительную горячую прокатку проводят со степенью деформации не менее 70% и скоростью деформации 1-5 с-1 при Тпрγ'+30÷100°С, окончательную прокатку проводят вхолодную со степенью деформации за проход 5-20%, с суммарной степенью деформации 20-80%, после предварительной горячей прокатки и окончательной холодной прокатки дополнительно проводят термообработку при Тпрγ'+30÷80°С и выдержке 15-60 минут с последующим быстрым охлаждением, а формовку листовых изделий осуществляют холодной штамповкой.

Примеры осуществления

Для практического осуществления изобретения был выбран сплав ВЖ172, содержащий 20-24% γ'-фазы с температурой ее полного растворения 1020°С, сплав ВЖ159, содержащий 12-15% γ'-фазы с температурой ее полного растворения 1020°С, сплав ВЖ163, содержащий 12-15% γ'-фазы с температурой ее полного растворения 990°С.

Пример 1

Слитки из сплава ВЖ172 выплавляли в вакуумно-индукционной печи, затем ковали на прессе на сутунки толщиной 30-40 мм.

Сутунки подвергали предварительной горячей прокатке на листы толщиной 3,0-4 мм с суммарной степенью деформации 90% со скоростью деформации 1-5 с-1 после нагрева на температуру 1080°С (Тпрγ'+60). При этом в горячекатаных листах формировалась частично рекристаллизованная структура с зернами размером 5-40 мкм.

Горячекатаные листы подвергали термообработке при температуре 1080°С (Тпрγ'+60) с выдержкой 60 минут и охлаждением в воде, после проведения которой предел текучести сплава ВЖ172 σ0,2=520-550 МПа, относительное удлинение δ=45-50%.

Горячекатаные листы после термообработки прокатали вхолодную на листы толщиной 1,5-2,0 мм с суммарной степенью деформации 50%.

Листы после окончательной холодной прокатки подвергали термообработке при температуре 1080°С (Тпрγ'+60) с выдержкой 60 мин и охлаждением в воде.

Предлагаемый режим термообработки холоднокатаных листов обеспечивает высокую технологическую пластичность (штампуемость) сплава ВЖ172 при вытяжке Квыт=0,49.

Из холоднокатаных листов толщиной 1,6-2,0 мм вырезали заготовки диаметром 100,105 мм и изготавливали листовые изделия вытяжкой за один переход.

Пример 2

Листовые изделия из сплава ВЖ159 по предлагаемому способу изготавливали вытяжкой по параметрам, приведенным в таблице 1. Сутунки подвергали предварительной горячей прокатке на листы толщиной 6-7,5 мм с суммарной степенью деформации 90% со скоростью деформации 1-4,5 с-1 после нагрева на температуру 1120°С (Тпрγ'+100).

Горячекатаные листы подвергали термообработке при температуре 1100°С (Тпрγ'+80) с выдержкой 60 мин и охлаждением на воздухе, после проведения которой предел текучести сплава ВЖ159 σ0,2=350-380 МПа, относительное удлинение δ=65-70%, что обеспечивает максимальную (не менее 85%) технологическую пластичность при их последующей окончательной холодной прокатке.

Горячекатаные листы после термообработки прокатали вхолодную на листы толщиной 1,5-2,0 мм с суммарной степенью деформации 80%.

Листы после окончательной холодной прокатки подвергали термообработке при температуре 1100°С (Тпрγ'+80) с выдержкой 15 минут и охлаждением на воздухе.

Предлагаемый режим термообработки холоднокатаных листов обеспечивает высокую технологическую пластичность (штампуемость) сплава ВЖ159 при вытяжке Квыт=0,47.

Из холоднокатаных листов толщиной 1,2-1,5 мм вырезали заготовки диаметром 105,110 мм для изготовления листовых изделий вытяжкой за один переход.

Пример 3

Изделия из сплава ВЖ163 по предлагаемому способу изготавливали гибкой по параметрам, приведенным в таблице 1. Сутунки подвергали предварительной горячей прокатке на листы толщиной 3-4 мм с суммарной степенью деформации 75% со скоростью деформации 1-4 с-1 после нагрева на температуру 1050°С (Тпрγ'+60).

Горячекатаные листы подвергали термообработке при температуре 1020°С (Тпрγ'+30) с выдержкой 15 минут и охлаждением в воде, после проведения которой предел текучести сплава ВЖ163 σ0,2= 390-410 МПа, относительное удлинение δ=65-70%, что обеспечивает максимальную (не менее 75%) технологическую пластичность при их последующей окончательной холодной прокатке.

Горячекатаные листы после термообработки прокатали вхолодную на листы толщиной 2,4-3,2 мм со степенью деформации 20%.

Листы после окончательной холодной прокатки подвергали термообработке при температуре 1020°С (Тпрγ'+30) с выдержкой 15 минут и охлаждением в воде.

Предлагаемый режим термообработки холоднокатаных листов обеспечивает высокую технологическую пластичность (штампуемость) сплава ВЖ163 при гибке, минимальный относительный радиус гиба равен 0,5S, где S - толщина материала.

Из холоднокатаных листов толщиной 2,4-3,2 мм вырезали заготовки размером 80×100 мм для изготовления изделий типа «уголок» гибкой.

Свойства изделий из сплавов ВЖ172, ВЖ159, ВЖ163 приведены в таблице 2.

Пример №4 (прототип)

Заготовка из сплава Inconel 718 сечением 20 × 600 мм и длиной 2500 мм была изготовлена по технологии, включающей выплавку слитка в вакууме, двойной переплав слитка, последующую деформационную обработку слитка (выше 1000°С) и горячую прокатку с нагревом до температуры однофазной области (1050°С). Из указанной полосы были вырезаны заготовки 200×300×200 мм, которые нагревали до температуры 910°С и выдерживали при данной температуре в течение 30 мин. Затем осуществляли прокатку листа до требуемой толщины при данной температуре в изотермических условиях за четыре прохода, при этом последеформационный отжиг совмещали с нагревом под следующий проход прокатки. Скорость деформации при прокатке составляла 10-1с-1. В результате были получены листы толщиной 5 мм.

В предлагаемом способе режимы термообработки горячекатаных листов обеспечивают формирование структуры с зернами размером 20-35 мкм и за счет значительного снижения предела текучести сплавов и повышения относительного удлинения обеспечивают высокую технологическую пластичность сплавов при их последующей окончательной холодной прокатке и позволяют изготавливать листы толщиной до 1,2 мм и более тонкие без проведения повторных термообработок.

Предлагаемые режимы термообработки холоднокатаных листов обеспечивают высокую технологическую пластичность (штампуемость) сплавов при операциях холодной листовой штамповки, а также высокую производительность изготовления изделий.

Из таблицы 2 видно, что при изготовлении листовых изделий из сплава ВЖ172, ВЖ159, ВЖ163 предел текучести возрастает на 12-15%, временное сопротивление на 14%, KCU в 3 раза, длительная прочность в 1,4-1,5раза, предел усталости на базе 2×107ц, 20°С на 15-20%.

Получение листовых изделий по предлагаемому способу позволяет сократить по сравнению с прототипом время их изготовления на несколько порядков. При этом существенно повышается качество получаемых листовых изделий за счет отсутствия окисления поверхностного слоя и уменьшения шероховатости поверхности. При предлагаемом способе не требуется применения дорогостоящего оборудования.

Способ получения листовых изделий из никелевых жаропрочных сплавов, включающий отливку слитка, деформационную обработку слитка, предварительную горячую прокатку и окончательную прокатку, формовку листовых изделий, отличающийся тем, что предварительную горячую прокатку проводят со степенью деформации не менее 70% и скоростью деформации 1-5 с при Тγ'+30÷100°С, окончательную прокатку проводят в холодную со степенью деформации за проход 5-20%, с суммарной степенью деформации 20-80%, после предварительной горячей прокатки и окончательной холодной прокатки дополнительно проводят термообработку при Тγ'+30÷80°С и выдержке 15-60 мин с последующим быстрым охлаждением, а формовку листовых изделий осуществляют холодной штамповкой.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 40.
10.01.2013
№216.012.18c1

Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области создания эпоксидных связующих для полимерных композиционных материалов конструкционного назначения. Изобретение может использоваться в авиационной, космической, машино-судостроительной промышленности и других областях техники. Эпоксидное связующее включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471829
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18ce

Клеевая композиция

Изобретение относится к клеевой композиции для крепления резин на основе полярных и неполярных каучуков между собой и к металлам в изделиях авиационной, автомобильной промышленности и судостроения. Клеевая композиция включает бутадиеннитрильный каучук, фенолоформальдегидный олигомер,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471842
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18fb

Способ нанесения покрытия для защиты от высокотемпературного окисления поверхности внутренней полости охлаждаемых лопаток турбин из безуглеродистых жаропрочных сплавов на основе никеля

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения жаростойких хромоалюминидных покрытий, и может быть использовано в авиационном и энергетическом турбиностроении. Проводят насыщение поверхности внутренней полости лопатки углеродом путем заполнения внутренней полости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471887
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1c37

Система автоматического управления технологическим процессом очистки воды с непрерывным контролем ее качества в различных точках технологической схемы

Изобретение может быть использовано при разработке автоматизированных установок для очистки промышленных сточных вод, а также для водоподготовки и организации питьевого водоснабжения. Система автоматического управления включает модули водоочистки, датчики, регистрирующие параметры процесса в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472717
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.03.2013
№216.012.2fa7

Композиция для получения пенопласта

Изобретение относится к области авиационной техники, машиностроению, а именно к легким, ударопрочным, трудносгорающим пеноматериалам, которые могут быть использованы в качестве конструкционных и теплоизоляционных заполнителей, а также для изготовления элементов «непотопляемых» конструкций с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477734
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.04.2013
№216.012.3a5a

Состав для защитного покрытия полимерных композиционных материалов

Изобретение относится к области полимерных композиций на основе модифицированных эпоксидных олигомеров, а именно к составам для защитных покрытий композиционных материалов и рекомендуется для защиты внутренней поверхности топливных кессон-баков летательных аппаратов, изготовленных из полимерных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480499
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.05.2013
№216.012.4494

Протекторный сплав на алюминиевой основе

Изобретение относится к металлургии, в частности к протекторным сплавам на основе алюминия, и может быть использовано при производстве протекторов для защиты от коррозии морских сооружений и судов из алюминиевых сплавов. Предложенный сплав содержит, мас.%: цинк - 4-5, индий - 0,01-0,06, олово -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483133
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.09.2013
№216.012.670a

Способ получения монокристаллических изделий из никелевых жаропрочных сплавов с заданной кристаллографической ориентацией

Изобретение относится к металлургии. Способ включает отливку монокристаллической заготовки произвольной кристаллографической ориентации, ее травление на макроструктуру, определение ориентации заготовки как угла между ее геометрической осью и плоскостью выбранной кристаллографической ориентации,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492025
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.12.2013
№216.012.9015

Способ изготовления бескремнеземной керамической формы для литья по выплавляемым моделям

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для литья из жаропрочных сплавов преимущественно на основе никеля, кобальта и ниобия лопаток газотурбинных двигателей и газотурбинных установок. На модельный блок наносят по крайней мере два слоя огнеупорной суспензии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502578
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.01.2014
№216.012.9bb5

Пресс-материал для герметизации интегральных микросхем

Изобретение может быть использовано в электротехнической и электронной промышленности для герметизации интегральных микросхем. Прессматериал для герметизации интегральных микросхем включает связующее - о-крезолноволачная эпоксидная смола с температурой размягчения 50-65°C, отвердитель - эфир...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505567
Дата охранного документа: 27.01.2014
Показаны записи 1-5 из 5.
20.12.2015
№216.013.9c70

Способ изготовления ротора турбины из никелевого жаропрочного сплава

Изобретение относится к области изготовления ротора турбины газотурбинного двигателя, состоящего из двух и более деталей, изготовленных преимущественно из никелевого жаропрочного сплава с применением электронно-лучевой сварки. Способ включает получение по меньшей мере двух заготовок компонентов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571673
Дата охранного документа: 20.12.2015
13.01.2017
№217.015.825b

Жаропрочный свариваемый сплав на основе кобальта и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии жаропрочных свариваемых деформируемых сплавов и изделий, выполненных из этих сплавов, и может быть использовано для изготовления элементов камеры сгорания, сопла и других узлов газотурбинных двигателей и установок, работающих до температуры 1250°C....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601720
Дата охранного документа: 10.11.2016
11.07.2019
№219.017.b2a9

Способ получения полуфабрикатов из высокопрочных никелевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии. Способ получения полуфабрикатов из высокопрочного никелевого сплава системы Ni-Fe-Co включает выплавку слитка в вакуумно-дуговой печи, деформацию слитка, предварительную горячую прокатку и окончательную холодную прокатку. После выплавки слитка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694098
Дата охранного документа: 09.07.2019
21.05.2020
№220.018.1f5a

Жаропрочный деформируемый сплав на основе никеля с низким температурным коэффициентом линейного расширения и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным деформируемым сплавам на основе никеля с низким коэффициентом линейного расширения. Жаропрочный деформируемый сплав на основе никеля, содержащий, мас. %: углерод 0,02-0,08, кобальт 18,0-25,0, железо 20,0-35,0, хром 0,3-1,2,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002721261
Дата охранного документа: 18.05.2020
15.05.2023
№223.018.57be

Сплав на основе кобальта

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к сплавам на основе кобальта, предназначенным для изготовления деталей ГТД с рабочими температурами не менее 1100°С методом аддитивного производства из металлического порошка. Сплав на основе кобальта для изготовления деталей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002767961
Дата охранного документа: 22.03.2022
+ добавить свой РИД