Виправлення ливарних дефектів у лопатках із сплаву ЖС3ДК-ВІ, модифікованого ультрадисперсними частинками карбонітриду титану, методом гарячого ізостатичного пересування

Анотація

АТ «Мотор Січ» (Запоріжжя, Україна)
*Запорізький машинобудівний завод ім. Омельченко В. І. (Запоріжжя, Україна)
**Національний університет «Запорізька політехніка» (Запоріжжя, Україна)

УДК 621.74.045:669.24:21.981

Дослідженнями встановлено, що застосування технологічної операції гарячого ізостатичного пресування до лопаток, виготовлених методом рівноосного лиття з жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ, модифікованого ультрадисперсними частин- ками Ti(C,N) дозволяє мінімізувати наявність дефектів ливарного походження і таким чином забезпечити необхідний рівень комплексу фізико-механічних і експлуатаційних властивостей готових виробів. Досліджені робочі лопатки турбіни вентилятора (як до, так і після ГІП) за хімічним складом, структурою, механічними і жароміцними властивостями відповідають вимогам ОСТ 1 90126-85. Значення величини кута загину на досліджених лопатках перебувають в межах 98…107°. Тріщин немає. В процесі операції гарячого ізостатичного пресування відбувається «заліковування» пір і рихлот. У структурі досліджених лопаток після ГІП мікропори та рихлоти практично відсутні. Величина макрозерна в пері досліджуваної лопатки становить ~0,75...2,0 мм, що в ~2 рази менше, ніж у хвостовій частині. У структурі лопаток (як у пері, так і в хвостовику) виявлено скупчення карбонітридних частинок розміром до 16 мкм. Відстань між осями дендритів другого порядку в пері лопаток приблизно в ~1,5 рази менша, ніж у хвостовій частині.

Список літератури

1. Симс, Ч. Т. Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промыш- ленных энергоустановок: В 2-х кн. / Под ред. Ч.Т. Симса, Н.С. Столоффа, У.К. Хагеля; Пер. с англ. под ред. Р.Е. Шалина. М.: Металлургия, 1995. Кн. 1. 384 с.; Кн. 2. 384 с.
2. D.V.V. Satyanarayana, N.E. Prasad. Nickel-based superalloys. Aerospace Materials and Material. Volume 1: Aerospace Materials, 2017. Рp. 199–228.
3. Erickson, G. L. The Development of the CMSX-11B and CMSX-11C Alloys for Industrial Gas Turbine Application. Superalloys. 1996. P. 45–52.
4. Michels, H. T., Friend W.Z. Nickel-Base Superalloys. Corrosion of Nickel and Nickel-Base Alloys. New York, 1980. P. 435–449.
5. Ажажа В.М., Свердлов В.Я., Кондратов А.А. и др. Влияние условий кристаллизации на макроскопический фронт кристаллизации и структурное совершенство монокри- сталлов Ni-сплавов. Вестник ХНУ. 2007. № 781. Вып. 3 (35). С. 73–80.
6. Tsivirko, É. I., Zhemanyuk, P. D., Klochikhin, V. V., Naumik, V. V., Lunev, V. V. Crystallization processes, structure and properties of castings from high-temperature nickel alloys. Metal Science and Heat Treatment. 2001. № 43 (9–10). P. 382–386.
7. Галдин Н. М., Чернега Д. Ф., Иванчук Д. Ф. и др. Цветное литьё: справочник /под общ. ред. Н. М. Галдина. М.: Машиностроение, 1989. 528 с.
8. Ажажа В.М, Горбенко Ю.В., Ковтун Г.П. и др. Рост монокристаллов сплава Ni-W в услови- ях высокого градиента температуры. Кристаллография. 2004, том 49, № 2. С. 382–386.
9. Kuznetsov, V. P., Lesnikov, V. P., Konakova, I. P., Popov, N. A., Kvasnitskaya, Y. G. Structural and Phase Transformations in Single-Crystal Rhenium- and Ruthenium-Alloyed Nickel Alloy Under Testing For Long-Term Strength. Metal Science and Heat Treatment, 2015, 57 (7–8), стр. 503–506.
10. Падалко, А. Г. Практика горячего изостатического прессования неорганических мате- риалов: монография [Teкст]. М.: ИЦК Академкнига, 2007. С. 194–230
11. Klochihin V., Lysenko N. and Naumyk V. Structure and properties of heat-resistant nickel alloys castings after hot isostatic pressing / Materials Science and Technology Conference and Exhibition 2017, MS and T 2017. Volume 2 (2017). С. 1370–1374.
12. Жеманюк П. Д., Клочихин В. В., Лысенко Н. И., Наумик В. В. Комплексное влияние технологических операций на структуру и свойства жаропрочного никелевого сплава ЖС3ДК-ВИ. Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2013. № 3/12 (63). С. 68–73.
13.  Сабуров, В. П. Упрочняющее модифицирование стали и сплавов. Литейное производство. 1988. № 9. С. 7–8.
14. Богуслаев А. В., Клочихин В. В., Лысенко Н. А. и др. Использование нанотехнологий в литейном производстве. Вестник ДГМА. 2011. № 4 (25). С. 23–28.