RU2661524C1 - Method for production of heat-resistant nickel alloys - Google Patents

Method for production of heat-resistant nickel alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2661524C1
RU2661524C1 RU2017125067A RU2017125067A RU2661524C1 RU 2661524 C1 RU2661524 C1 RU 2661524C1 RU 2017125067 A RU2017125067 A RU 2017125067A RU 2017125067 A RU2017125067 A RU 2017125067A RU 2661524 C1 RU2661524 C1 RU 2661524C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stamping
temperature
air
carried out
annealing
Prior art date
Application number
RU2017125067A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Каблов
Николай Валентинович Моисеев
Борис Самуилович Ломберг
Михаил Михайлович Бакрадзе
Борис Романович Некрасов
Светлана Владимировна Выдумкина
Александр Викторович Скугорев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority to RU2017125067A priority Critical patent/RU2661524C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2661524C1 publication Critical patent/RU2661524C1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy, in particular to methods for obtaining articles from high-strength, deformable nickel alloys, and can be used in the aviation industry as a method for producing gas turbine engine (GTE) disk blanks. Method for producing a product from a heat-resistant nickel alloy comprises obtaining a compacted blank by pressing the initial preform in the form of an ingot or a compacted powder preform, heating the pressed blank in air and then punching it in one or more transitions in air in die blocks heated to the blank heating temperature and annealing after punching. Prior to pressing, homogenization annealing of the initial preform at a temperature above solution temperature γ'-phases (Tsγ'). Prior to stamping, annealing of the resulting compact is carried out at a temperature below Tsγ', before each heating, before the stamping, a protective coating is applied to the workpiece and heated in air to a temperature of 1,030 to 1,150 °C. Stamping in air is carried out with a variable strain rate of the workpiece from 0.02 to 0.1 s-1 in the stamp.
EFFECT: punching force is reduced due to the effect of superplasticity; provides a stable structure in complex profile stamping and stable mechanical properties.
3 cl, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению изделий из высокожаропрочных деформируемых никелевых сплавов, в частности заготовок дисков газотурбинных двигателей (ГТД).The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to the production of products from high-temperature deformable wrought nickel alloys, in particular blanks of gas turbine engine disks (GTE).

Диски газотурбинных двигателей являются одними из самых высоконагруженных деталей двигателей и к ним предъявляются повышенные требования надежности. Обеспечение этих требований возможно при получении в штампованных заготовках дисков с однородной (регламентированной) структурой с размером микрозерна не более 15 мкм. Горячая штамповка в штампах, нагретых до температур 400-700°C, не обеспечивает однородной микроструктуры по объему штампованных заготовках дисков из-за высокого градиента температур между заготовкой и штампом, а также имеет низкий коэффициент использования металла (КИМ) из-за дефектов поверхности штамповок.Gas turbine engine disks are one of the most heavily loaded engine parts and are subject to increased reliability requirements. These requirements can be met upon receipt in stamped blanks of disks with a homogeneous (regulated) structure with a grain size of not more than 15 microns. Hot stamping in stamps heated to temperatures of 400-700 ° C does not provide a uniform microstructure in volume of stamped disk blanks due to the high temperature gradient between the blank and the stamp, and also has a low metal utilization factor (CMM) due to stamping surface defects .

Обеспечить требуемую структуру в штампованных заготовках дисков и повысить КИМ позволяет изотермическая штамповка с малыми скоростями деформации. Высокожаропрочные сплавы имеют температуру деформации от 1030 до 1150°C. Для изотермической штамповки в этом диапазоне температур использование никелевых сплавов в качестве штампового инструмента невозможно из-за низкой стойкости материала штампов.Isothermal stamping with low deformation rates allows to provide the required structure in stamped blanks of discs and to increase CMM. High-temperature alloys have a deformation temperature of 1030 to 1150 ° C. For isothermal stamping in this temperature range, the use of nickel alloys as a stamping tool is impossible due to the low resistance of the material of the stamps.

Известен способ получения изделия из жаропрочного никелевого сплава, включающий получение литой заготовки под деформацию направленной кристаллизацией в керамической форме, предварительную штамповку заготовки проводят осадкой за два или более перехода в закрытом контейнере в изотермических условиях (подпрессовкой), при этом постоянная температура деформации (изотермические условия) обеспечиваются термической изоляцией. Окончательную штамповку проводят в интервале температур от

Figure 00000001
до
Figure 00000002
(RU №2215059, опубл. 27.10.2003, C22F 1/10).A known method of producing a product from a heat-resistant nickel alloy, including the production of a cast billet for deformation by directional crystallization in ceramic form, preliminary stamping of the billet is carried out by precipitation for two or more transitions in a closed container in isothermal conditions (prepressing), while the deformation temperature is constant (isothermal conditions) provided with thermal insulation. Final stamping is carried out in the temperature range from
Figure 00000001
before
Figure 00000002
(RU No. 2215059, publ. 10/27/2003, C22F 1/10).

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость процесса, связанная с изготовлением индивидуальных керамических форм и многопереходной штамповкой, невозможность получения крупногабаритных заготовок. Использование термической изоляции приводит к снижению коэффициента использования металла и недостаточной однородности структуры.The disadvantage of this method is the high complexity of the process associated with the manufacture of individual ceramic molds and multi-transition stamping, the inability to obtain large-sized blanks. The use of thermal insulation leads to a decrease in the utilization of metal and insufficient homogeneity of the structure.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является способ получения изделия из жаропрочных сплавов на никелевой основе Rene™ 88 DT и МЕ3 с требуемыми свойствами методом штамповки на воздухе в изотермических условиях.The closest analogue taken as a prototype is a method of producing a product from heat-resistant nickel-based alloys Rene ™ 88 DT and ME3 with the required properties by stamping in air in isothermal conditions.

Способ включает получение исходных заготовок методом прессования слитка или компактированной порошковой заготовки требуемого химического состава; нагрев деформируемой заготовки на воздухе до температуры от 927°C (1700°F) до температуры примерно 1010°C (1850°F), нагрев штампов на воздухе до температуры от 927°C (1700°F) до температуры примерно 1010°C (1850°F); штамповку в открытых штампах, нагретых до температуры нагрева штампуемой заготовки, со скоростью деформации не более чем 0,010 с-1; штамповку проводят в штампах, изготовленных из любого суперсплава на основе никеля, материал которого имеет предел ползучести не ниже напряжения течения металла штампуемой заготовки при выбранных температуре и скорости штамповки; после окончательной или промежуточной штамповки проводят отжиг выше температуры растворения

Figure 00000003
Figure 00000004
(US №908519, опубл. 21.06.2005, С22С 1/10).The method includes obtaining the initial blanks by pressing an ingot or compacted powder blanks of the required chemical composition; heating the deformable workpiece in air to a temperature of from 927 ° C (1700 ° F) to a temperature of about 1010 ° C (1850 ° F), heating the dies in air to a temperature of from 927 ° C (1700 ° F) to a temperature of about 1010 ° C ( 1850 ° F); stamping in open dies, heated to the heating temperature of the stamped workpiece, with a deformation rate of not more than 0.010 s -1 ; stamping is carried out in stamps made of any nickel-based superalloy whose material has a creep strength not lower than the flow stress of the metal of the stamped workpiece at a selected temperature and stamping speed; after final or intermediate stamping, annealing is performed above the dissolution temperature
Figure 00000003
Figure 00000004
(US No. 908519, publ. 21.06.2005, C22C 1/10).

Способ-прототип имеет следующие недостатки:The prototype method has the following disadvantages:

- невозможность нагрева на воздухе штампов на основе никелевого суперсплава выше температуры 1010°C, что связано со снижением ползучести по сравнению с напряжением течения металла штампуемой заготовки и высокой окисляемостью при температурах выше 1010°C. Для изотермической штамповки в условиях сверхпластичности серийных высокожаропрочных сплавов на никелевой основе, таких как ЭП742ИД, ЭК151ИД, ЭП975 ИД и др. требуются температуры от 1050 до 1150°C. Суперсплавы на никелевой основе для применения в качестве штамповой оснастки не обеспечивают удовлетворительную работоспособность при этих температурах;- the impossibility of heating dies based on nickel superalloy in air above 1010 ° C, which is associated with a decrease in creep compared with the flow stress of the metal of the stamped workpiece and high oxidizability at temperatures above 1010 ° C. For isothermal stamping in superplastic conditions of serial high-temperature-resistant nickel-based alloys, such as EP742ID, EK151ID, EP975 ID and others, temperatures from 1050 to 1150 ° C are required. Nickel-based superalloys for use as die tooling do not provide satisfactory performance at these temperatures;

- нагрев на воздухе заготовок из сплава на никелевой основе выше температуры 1010°C сопровождается сильным окислением заготовки, что требует дополнительной механической обработки и снижает коэффициент использования металла;- heating in air of preforms of a nickel-base alloy above a temperature of 1010 ° C is accompanied by strong oxidation of the preform, which requires additional machining and reduces the metal utilization rate;

- промежуточный отжиг при многопереходной штамповке выше

Figure 00000005
приводит к росту зерна в заготовке первого перехода и не обеспечивает однородности структуры по всему объему сложнопрофильных штамповок, полученных на заключительной стадии штамповки;- intermediate annealing with multi-transition stamping above
Figure 00000005
leads to grain growth in the workpiece of the first transition and does not ensure uniformity of the structure throughout the volume of complex-shaped stampings obtained at the final stamping stage;

- применение открытой штамповки без бокового подпора металла (фигура 2) приводит к образованию больших радиусов на боковой поверхности штамповок и больших уклонов при оформлении сложной гравюры штампа (фигура 3), снижает коэффициент использования металла и увеличивает объем механической обработки;- the use of open stamping without lateral support of the metal (figure 2) leads to the formation of large radii on the side surface of the stampings and large slopes when making complex engraving of the stamp (figure 3), reduces the utilization of metal and increases the amount of machining;

- отсутствие гомогенизационного отжига выше

Figure 00000006
(особенно при использовании слитка) приводит к неоднородности химического состава и структуры в прессованных полуфабрикатах.- lack of homogenization annealing above
Figure 00000006
(especially when using an ingot) leads to heterogeneity of the chemical composition and structure in pressed semi-finished products.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание способа получения изделий типа штамповок дисков ГТД из высокожаропрочных никелевых сплавов с однородной регламентированной структурой в сложнопрофильных штамповках (с большой разницей степеней деформации по сечению штамповок) и стабильным уровнем свойств, снижение усилий штамповки за счет реализации эффекта сверхпластичности, повышение коэффициента использования металла.The technical task of the invention is to provide a method for producing products such as stampings of GTD disks from high-temperature nickel alloys with a uniform regulated structure in complex forgings (with a large difference in the degrees of deformation over the stamping cross section) and a stable level of properties, reduction in stamping forces due to the effect of superplasticity, and an increase in the coefficient use of metal.

Технический результат заявленного изобретения заключается в разработке способа изготовления штамповок дисков ГТД из высокожаропрочных сплавов на никелевой основе с однородной (регламентированной) структурой методом изотермической штамповки на воздухе при температурах 1030 до 1150°С.The technical result of the claimed invention lies in the development of a method of manufacturing die forgings of gas turbine engines from high-temperature nickel-based alloys with a homogeneous (regulated) structure by isothermal stamping in air at temperatures from 1030 to 1150 ° C.

Для достижения поставленного технического результата предложен способ получения изделия из жаропрочного никелевого сплава, включающий получение прессованной заготовки путем прессования исходной заготовки в виде слитка или компактированной порошковой заготовки, нагрев прессованной заготовки на воздухе и последующую штамповку за один или несколько переходов на воздухе в штампах, нагретых до температуры нагрева заготовки, и отжиг после штамповки. Перед прессованием проводят гомогенизационный отжиг исходной заготовки при температуре выше температуры растворения γ'-фазы (Тпрγ'), перед штамповкой проводят отжиг полученной прессованной заготовки при температуре ниже Тпрγ'. При этом перед каждым нагревом перед штамповкой на заготовку наносят защитное технологическое покрытие и нагревают на воздухе до температуры от 1030 до 1150°С. Штамповку на воздухе проводят с переменной скоростью деформации заготовки от 0,02 до 0,1 с-1 в штампе.To achieve the technical result, a method for producing a product from heat-resistant nickel alloy is proposed, which includes obtaining a pressed billet by pressing the initial billet in the form of an ingot or a compacted powder billet, heating the pressed billet in air and subsequent stamping in one or more transitions in air in dies heated to billet heating temperature, and annealing after stamping. Before pressing, homogenization annealing of the initial billet is carried out at a temperature above the temperature of dissolution of the γ'-phase (Tpr γ ' ), before stamping, annealing of the obtained pressed billet is performed at a temperature below Tg γ' . In this case, before each heating before stamping, a protective technological coating is applied to the workpiece and heated in air to a temperature of 1030 to 1150 ° C. Stamping in air is carried out with a variable speed of deformation of the workpiece from 0.02 to 0.1 s -1 in the stamp.

Предпочтительно при многопереходной штамповке после каждого перехода проводят промежуточный отжиг ниже температуры полного растворения γ'-фазы (Тпрγ'). Штамповку проводят в закрытом штампе, извлечение штамповки из штампа осуществляется выталкивателем.Preferably, with multi-transition stamping, after each transition, intermediate annealing is performed below the temperature of complete dissolution of the γ'-phase (Tpr γ ' ). Stamping is carried out in a closed stamp, the extraction of stamping from the stamp is carried out by the ejector.

Проведение гомогенизационного отжига при температуре выше растворения γ'-фазы перед получением прессованной заготовки из слитка или компактированной порошковой заготовки позволяет получать однородный химический состав и структуру в прессованных полуфабрикатах, предназначенных для последующей штамповки.Conducting homogenization annealing at a temperature above the dissolution of the γ'-phase before obtaining a pressed billet from an ingot or a compacted powder billet allows one to obtain a uniform chemical composition and structure in pressed semi-finished products intended for subsequent stamping.

Отжиг перед штамповкой мерной исходной заготовки при температуре ниже температуры полного растворения

Figure 00000007
Figure 00000008
обеспечивает равномерное распределение
Figure 00000009
Annealing before stamping a measured initial billet at a temperature below the temperature of complete dissolution
Figure 00000007
Figure 00000008
provides uniform distribution
Figure 00000009

Штампы должны иметь предел ползучести материала не менее чем напряжение течения металла деформированной заготовки из высокожаропрочных сплавов на никелевой основе и низкую окисляемость на воздухе, что позволяет реализовать процесс изотермической штамповки с использованием эффекта сверхпластичности при штамповке на воздухе при температурах от 1030 до 1150°C, что позволяет проводить изотермическую штамповку на воздухе дисков ГТД из высокожаропрочных сплавов, таких как ЭП742-ИД, ЭК151-ИД, ЭП975-ИД и др. Изотермическая штамповка позволяет получить в штамповках дисков ГТД однородную (регламентированную) структуру, стабильный уровень свойств, обеспечивает снижение усилий штамповки, повышение коэффициента использования металла. Штамповка с переменной скоростью деформации от 0.02 до 0.1 с-1 позволяет повысить производительность процесса штамповки, при этом снижение скорости деформации на заключительном этапе штамповки до 0.02 - 0.05 с-1 позволяет реализовать эффект сверхпластичности и снизить усилия штамповки.Stamps should have a creep limit of the material not less than the flow stress of the metal of the deformed workpiece from high-temperature nickel-based alloys and low oxidizability in air, which allows the isothermal stamping process to be implemented using the superplasticity effect when stamping in air at temperatures from 1030 to 1150 ° C, which allows isothermal stamping in air of gas turbine engine disks from high-temperature alloys, such as EP742-ID, EC151-ID, EP975-ID, etc. Isothermal stamping allows to obtain to have a uniform (regulated) structure in a stamping disc of a gas turbine engine, a stable level of properties, provides a reduction in the stamping forces, an increase in the metal utilization rate. Stamping with a variable strain rate from 0.02 to 0.1 s -1 allows you to increase the productivity of the stamping process, while reducing the strain rate at the final stage of stamping to 0.02 - 0.05 s -1 allows you to realize the effect of superplasticity and reduce the stamping force.

Нанесение защитного технологического покрытия на всех стадиях штамповых переходов при нагреве штампуемой заготовки на воздухе при температуре от 1030 до 1150°C позволяет снизить окисляемость заготовок и повысить коэффициент использования металла за счет уменьшения припуска на механическую обработку, а также дополнительно снизить усилия штамповки.The application of a protective technological coating at all stages of the stamping transitions when the stamped blank is heated in air at a temperature of 1030 to 1150 ° C can reduce the oxidizability of the workpieces and increase the metal utilization factor by reducing the machining allowance, and also reduce the stamping forces.

Проведение при многопереходной штамповке после каждого перехода промежуточного отжига при температуре ниже температуры полного растворения

Figure 00000010
Figure 00000011
позволяет повысить равномерность распределения упрочняющей
Figure 00000012
и сформировать более однородную структуру в штамповках.Carrying out multi-transition stamping after each transition of intermediate annealing at a temperature below the temperature of complete dissolution
Figure 00000010
Figure 00000011
allows to increase the uniformity of distribution of reinforcing
Figure 00000012
and form a more uniform structure in the stampings.

Применение закрытой штамповки (с боковым подпором металла) уменьшает радиус на боковой поверхности штамповок и уклоны при оформлении сложной гравюры штампа, что повышает коэффициент использования металла и снижает объем механической обработки.The use of closed stamping (with lateral support of the metal) reduces the radius on the side surface of stampings and slopes when making complex engraving of the stamp, which increases the utilization of metal and reduces the amount of machining.

Пример использования: диск ГТД из высокожаропрочного никелевого сплава с развитой ступицей и мелкозернистой регламентированной структурой.Example of use: a gas-turbine engine disc made of high-temperature nickel alloy with a developed hub and a fine-grained regulated structure.

Пример 1.Example 1

Для осуществления предложенного способа использовали высокожаропрочный никелевый сплав ЭП742-ИД, из которого изготавливали заготовку диска ГТД с диаметром дисковой части 220 мм и двойной ступицей с высотами по 35 мм. Перед прессованием проводили гомогенизационный отжиг слитка при температуре выше растворения

Figure 00000013
Прессование проводили из слитка диаметром 320 мм на диаметр пресс-прутка 150 мм с последующей резкой на мерные заготовки. Перед нагревом мерной исходной заготовки проводили отжиг при температуре на 10-60°C ниже температуры полного растворения
Figure 00000014
Figure 00000015
Штампы нагревали на воздухе до температуры 1030°C в установке УИДИН-250, установленной на специализированном прессе с усилием 630 т.с. Нагрев штампуемой заготовки проводили на воздухе при температуре 1030°C. Перед нагревом на заготовку наносили защитное технологическое покрытие на основе стеклоэмали с добавлением оксидов металлов. Первый штамповый переход проводили с переменной скоростью от 0.04 до 0.1 с-1. После штамповки проводили промежуточный отжиг при температуре ниже температуры полного растворения
Figure 00000016
Figure 00000017
Нагрев заготовки и штампов под второй штамповый переход проводили на воздухе при температуре 1050°C. Перед нагревом на заготовку наносили защитное технологическое покрытие. Штамповку проводили с переменной скоростью от 0.02 до 0.1 с-1 в закрытом штампе, а извлечение штамповки из штампа осуществляли выталкивателем.To implement the proposed method, high-temperature nickel alloy EP742-ID was used, from which a GTE disk blank was made with a diameter of the disk part of 220 mm and a double hub with heights of 35 mm. Before pressing, the ingot was homogenized annealed at a temperature above dissolution
Figure 00000013
Pressing was carried out from an ingot with a diameter of 320 mm to a diameter of a press rod of 150 mm, followed by cutting into measured billets. Before heating the measured initial billet, annealing was carried out at a temperature of 10-60 ° C below the temperature of complete dissolution
Figure 00000014
Figure 00000015
The dies were heated in air to a temperature of 1030 ° C in the UIDIN-250 installation, installed on a specialized press with a force of 630 t.p. The stamping blank was heated in air at a temperature of 1030 ° C. Before heating, a protective technological coating based on glass enamel with the addition of metal oxides was applied to the workpiece. The first stamp transition was carried out with a variable speed from 0.04 to 0.1 s -1 . After stamping, intermediate annealing was performed at a temperature below the temperature of complete dissolution
Figure 00000016
Figure 00000017
The preform and dies were heated under the second die transition in air at a temperature of 1050 ° C. Before heating, a protective technological coating was applied to the workpiece. Stamping was carried out with a variable speed from 0.02 to 0.1 s -1 in a closed stamp, and stamping was removed from the stamp by an ejector.

Технологические характеристики процесса изотермической деформации и размер зерна штамповок представлены в таблице 1.The technological characteristics of the process of isothermal deformation and the grain size of the stampings are presented in table 1.

Пример 2.Example 2

Для осуществления предложенного способа использовали высокожаропрочный никелевый сплав ЭК151-ИД, из которого изготавливали заготовки диска ГТД с диаметром дисковой части 220 мм и двойной ступицей с высотами по 35 мм. Перед прессованием проводили гомогенизационный отжиг слитка при температуре выше растворения

Figure 00000013
Прессование проводили из слитка диаметром 320 мм на диаметр пресспрутка 150 мм с последующей резкой на мерные заготовки. Перед нагревом мерной исходной заготовки проводили отжиг при температуре ниже температуры полного растворения
Figure 00000018
Figure 00000019
Штампы нагревали на воздухе до температуры 1100° в установке УИДИН-250, установленной на специализированном прессе усилием 630 т.с. Нагрев деформируемой заготовки проводили на воздухе при температуре 1100°C. Перед нагревом на заготовку наносили защитное технологическое покрытие на основе стеклоэмали с добавлением оксидов металлов. Штамповку первого перехода проводили с переменной скоростью от 0.02 до 0.1 с-1. После штамповки проводили промежуточный отжиг при температуре ниже температуры полного растворения
Figure 00000020
Figure 00000019
Нагрев заготовки и штампов под штамповку второго перехода проводили на воздухе при температуре 1100°C. Перед нагревом на заготовку наносили защитное технологическое покрытие. Штамповку проводили с переменной скоростью от 0.02 до 0.1 с-1 в закрытом штампе, а извлечение штамповки из штампа осуществляли выталкивателем.To implement the proposed method, high-temperature nickel alloy EK151-ID was used, from which GTE disk blanks with a disk part diameter of 220 mm and a double hub with heights of 35 mm were made. Before pressing, the ingot was homogenized annealed at a temperature above dissolution
Figure 00000013
Pressing was carried out from an ingot with a diameter of 320 mm to a diameter of 150 mm of re-press, followed by cutting into measured billets. Before heating the measured initial billet, annealing was performed at a temperature below the temperature of complete dissolution
Figure 00000018
Figure 00000019
The dies were heated in air to a temperature of 1100 ° in the UIDIN-250 installation, installed on a specialized press with an effort of 630 tp The deformable billet was heated in air at a temperature of 1100 ° C. Before heating, a protective technological coating based on glass enamel with the addition of metal oxides was applied to the workpiece. The first transition was stamped with a variable speed from 0.02 to 0.1 s -1 . After stamping, intermediate annealing was performed at a temperature below the temperature of complete dissolution
Figure 00000020
Figure 00000019
The workpiece and dies for stamping the second transition were heated in air at a temperature of 1100 ° C. Before heating, a protective technological coating was applied to the workpiece. Stamping was carried out with a variable speed from 0.02 to 0.1 s -1 in a closed stamp, and stamping was removed from the stamp by an ejector.

Пример 3.Example 3

Для осуществления предложенного способа использовали высокожаропрочный никелевый сплав ЭП975-ИД, из которого делали заготовку диска ГТД с диаметром дисковой части 220 мм и двойной ступицей с высотами по 35 мм. Перед прессованием проводили гомогенизационный отжиг слитка при температуре выше растворения

Figure 00000013
Прессование проводили из слитка диаметром 320 мм на диаметр пресс-прутка 150 мм с последующей резкой на мерные заготовки. Перед нагревом мерной исходной заготовки проводили отжиг при температуре ниже температуры полного растворения
Figure 00000021
Figure 00000022
Штампы нагревали на воздухе до температуры 1150°C в установке УИДИН-250, установленной на специализированном прессе усилием 630 т.с. Нагрев штампуемой заготовки проводили на воздухе при температуре 1150°C. Штамповку первого перехода проводили с переменной скоростью от 0.02 до 0.1 с-1. После штамповки проводили промежуточный отжиг при температуре ниже температуры полного растворения
Figure 00000023
Figure 00000024
Нагрев заготовки и штампов под штамповку второго перехода проводили на воздухе при температуре 1130°C. Перед нагревом на заготовку наносили защитное технологическое покрытие на основе стеклоэмали с добавлением оксидов металлов. Штамповку проводили с переменной скоростью от 0.02 до 0.1 с-1 в закрытом штампе, а извлечение штамповки из штампа осуществляли выталкивателем.To implement the proposed method, high-temperature nickel alloy EP975-ID was used, from which a GTE disk blank was made with a diameter of the disk part of 220 mm and a double hub with heights of 35 mm. Before pressing, the ingot was homogenized annealed at a temperature above dissolution
Figure 00000013
Pressing was carried out from an ingot with a diameter of 320 mm to a diameter of a press rod of 150 mm, followed by cutting into measured billets. Before heating the measured initial billet, annealing was performed at a temperature below the temperature of complete dissolution
Figure 00000021
Figure 00000022
The dies were heated in air to a temperature of 1150 ° C in the UIDIN-250 installation, installed on a specialized press with an effort of 630 t.p. The stamping blank was heated in air at a temperature of 1150 ° C. The first transition was stamped with a variable speed from 0.02 to 0.1 s -1 . After stamping, intermediate annealing was performed at a temperature below the temperature of complete dissolution
Figure 00000023
Figure 00000024
The preform and dies for stamping the second transition were heated in air at a temperature of 1130 ° C. Before heating, a protective technological coating based on glass enamel with the addition of metal oxides was applied to the workpiece. Stamping was carried out with a variable speed from 0.02 to 0.1 s -1 in a closed stamp, and stamping was removed from the stamp by an ejector.

Технологические характеристики процесса изотермической деформации и размер зерна штамповок и представлены в таблице 1.The technological characteristics of the isothermal deformation process and the grain size of the stampings are presented in table 1.

Figure 00000025
Figure 00000025

Figure 00000026
Figure 00000026

Claims (3)

1. Способ получения изделия из жаропрочного никелевого сплава, включающий получение прессованной заготовки путем прессования исходной заготовки в виде слитка или компактированной порошковой заготовки, нагрев прессованной заготовки на воздухе и последующую штамповку за один или несколько переходов на воздухе в штампах, нагретых до температуры нагрева заготовки, и отжиг после штамповки, отличающийся тем, что перед прессованием проводят гомогенизационный отжиг исходной заготовки при температуре выше температуры растворения γ'-фазы (Тпрγ'), перед штамповкой проводят отжиг полученной прессованной заготовки при температуре ниже Тпрγ', при этом перед каждым нагревом перед штамповкой на заготовку наносят защитное технологическое покрытие и нагревают на воздухе до температуры от 1030 до 1150°С, штамповку на воздухе проводят с переменной скоростью деформации заготовки от 0,02 до 0,1 с-1 в штампе.1. A method of obtaining a product from a heat-resistant nickel alloy, comprising obtaining a pressed billet by pressing the initial billet in the form of an ingot or a compacted powder billet, heating the pressed billet in air and subsequent stamping in one or more transitions in air in dies heated to the heating temperature of the billet, and annealing after stamping, characterized in that before pressing, homogenization annealing of the initial preform is carried out at a temperature above the dissolution temperature of the γ'-phase (Tpr γ ' ), before stamping, annealed the obtained pressed billet is annealed at a temperature below Тпр γ' , while before each heating, a protective technological coating is applied to the billet before stamping and heated in air to a temperature of 1030 to 1150 ° C, stamping in air is carried out with a variable the deformation rate of the workpiece from 0.02 to 0.1 s -1 in the stamp. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при многопереходной штамповке после каждого перехода проводят промежуточный отжиг при температуре ниже Тпрγ'.2. The method according to p. 1, characterized in that with multi-jaw stamping after each transition, intermediate annealing is carried out at a temperature below Tpr γ ' . 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что штамповку проводят в закрытом штампе, а извлечение штамповки из штампа осуществляют выталкивателем.3. The method according to p. 1, characterized in that the stamping is carried out in a closed stamp, and the extraction of stamping from the stamp is carried out by the ejector.
RU2017125067A 2017-07-13 2017-07-13 Method for production of heat-resistant nickel alloys RU2661524C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017125067A RU2661524C1 (en) 2017-07-13 2017-07-13 Method for production of heat-resistant nickel alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017125067A RU2661524C1 (en) 2017-07-13 2017-07-13 Method for production of heat-resistant nickel alloys

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2661524C1 true RU2661524C1 (en) 2018-07-17

Family

ID=62917002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017125067A RU2661524C1 (en) 2017-07-13 2017-07-13 Method for production of heat-resistant nickel alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2661524C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753105C1 (en) * 2021-02-04 2021-08-11 Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" Method for the production of products from heat-resistant nickel-based alloys containing more than 30% strengthening g'-phase

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5571345A (en) * 1994-06-30 1996-11-05 General Electric Company Thermomechanical processing method for achieving coarse grains in a superalloy article
US6908519B2 (en) * 2002-07-19 2005-06-21 General Electric Company Isothermal forging of nickel-base superalloys in air
RU2256721C1 (en) * 2004-04-02 2005-07-20 Федеральное государстенное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method of manufacture of high-alloyed high-temperature nickel alloy
RU2301845C1 (en) * 2005-12-27 2007-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method of production of items from high-temperature wrought nickel alloy
RU2389822C1 (en) * 2009-04-29 2010-05-20 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Procedure for fabricating die of disk out of ingots of high gradient crystallisation of nickel alloys

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5571345A (en) * 1994-06-30 1996-11-05 General Electric Company Thermomechanical processing method for achieving coarse grains in a superalloy article
US6908519B2 (en) * 2002-07-19 2005-06-21 General Electric Company Isothermal forging of nickel-base superalloys in air
RU2256721C1 (en) * 2004-04-02 2005-07-20 Федеральное государстенное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method of manufacture of high-alloyed high-temperature nickel alloy
RU2301845C1 (en) * 2005-12-27 2007-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method of production of items from high-temperature wrought nickel alloy
RU2389822C1 (en) * 2009-04-29 2010-05-20 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Procedure for fabricating die of disk out of ingots of high gradient crystallisation of nickel alloys

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753105C1 (en) * 2021-02-04 2021-08-11 Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" Method for the production of products from heat-resistant nickel-based alloys containing more than 30% strengthening g'-phase

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1329139C (en) Constant-temp. forging in the air for nickel-base super heat-resistant alloy
RU2368695C1 (en) Method of product's receiving made of high-alloy heat-resistant nickel alloy
RU2328357C2 (en) Quasithermal forging of superalloy on nickel base
CN102896267B (en) Isothermal forging method of TC17 titanium alloy disc-shaped forge piece
JP6252704B2 (en) Method for producing Ni-base superalloy
CN100467156C (en) Near-isothermal forging method of GH4169 alloy disc-shaped forging in air
CN102303083B (en) Quick isothermal forging method and device for preparing less-deformable alloy cake blank
US10737314B2 (en) Method for producing forged TiAl components
WO2008106858A1 (en) A quasi-isothermal forging method of a disk shaped forging of nickel-base superalloys in air
CN105177478A (en) Cogging method for large GH4738 high-temperature alloy ingot
CN106807794B (en) The determination method of nickel base superalloy Hot Extrusion Parameters and the hot extrusion technique of nickel base superalloy
RU2301845C1 (en) Method of production of items from high-temperature wrought nickel alloy
RU2661524C1 (en) Method for production of heat-resistant nickel alloys
CN105695910A (en) Superplastic forming method of TiAl-based alloy sheet
KR20120069067A (en) Hot forging method for superalloy material
RU2371512C1 (en) Method of product receiving from heatproof nickel alloy
WO2009102233A1 (en) Method for pressing blanks made of nanostructural titanium alloys
Wert et al. Forming of bulk metallic glass microcomponents
CN112708788B (en) Method for improving plasticity of K403 alloy, die material and product
WO2010023210A1 (en) Process for preparing a nickel-based superalloy part and part thus prepared
US3987658A (en) Graphite forging die
CN114074167A (en) Difficult-deformation aluminum alloy plate cake component and composite forming method thereof
RU2707006C1 (en) Method of forging workpieces with ultra-fine-grained structure of two-phase titanium alloys
RU2583564C1 (en) Method of producing forgings from heat-resistant granular alloys
RU2453398C1 (en) Method for production of product out of alloy type "tt751¦" with high strength and heat resistance