Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в литейном производстве при монокристальных отливках, преимущественно из жаропрочных никелевых сплавов. Сущность изобретения: способ включает расплавление шихты, нагрев литейной формы выше температуры ликвидуса сплава, модифицирование дисперсным порошком (из группы карбид, нитрид, карбонитрид, оксикарбонитрид), заливку расплава в литейную форму и направленную кристаллизацию расплава, причем в качестве шихты используют специально приготовленный сплав, модифицированный при переплаве ультрадисперсным порошком в количестве 0,03. ..0,1% от массы сплава и закристаллизованный, который затем плавят и при температуре 1500 - 1740oC повторно модифицируют ультрадисперсным порошком в количестве 0,01 - 0,1% от массы обрабатываемого металла, а затем перегревают до температуры 1650 - 1750oC, выдерживают 0,5 - 10 мин и охлаждают до технологической температуры заливки. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2068317
Класс(ы) патента: B22D27/04
Номер заявки: 4861012/02
Дата подачи заявки: 20.08.1990
Дата публикации: 27.10.1996
Заявитель(и): Омский политехнический институт
Автор(ы): Миннеханов Г.Н.; Авдюхин С.П.; Сабуров В.П.; Хлыстов Е.Н.; Ларионов В.Н.
Патентообладатель(и): Омский политехнический институт
Описание изобретения: Изобретение относится к области металлургии и литейного производства и может быть использовано при производстве турбинных лопаток из жаропрочных никелевых сплавов.
Целью изобретения является повышение механических и служебных свойств монокристальных отливок.
Цель достигается тем, что в известном способе изготовления монокристальных отливок, включающем приготовление расплава, модифицирование его смесью порошков тугоплавкого соединения и одного из металлов, образующих с ним устойчивые химические соединения, в количестве не более 0,1% от массы обрабатываемого расплава, заливку расплава в литейную форму, нагретую до температуры выше температуры ликвидуса сплава, и направленную кристаллизацию, отличающийся тем, что с целью повышения прочностных свойств отливок, модифицирование расплава смесью порошков ведут в количестве не менее 0,03% от массы обрабатываемого расплава, затем его закристаллизовывают, получая шихтовую заготовку, вновь нагревают до 1500 1740oC и проводят дополнительное модифицирование той же смесью порошков в количестве 0,01 0,1% от массы обрабатываемого расплава, после чего доводят температуру расплава до 1650 1750oC и перед заливкой в литейную форму выдерживают 0,5 10 мин, при этом в качестве порошков тугоплавкого соединения используют карбиды, и/или нитриды, и/или карбонитриды, и/или оксикарбонитриды титана или ниобия, причем смесь используют из ультрадисперсных порошков указанных соединений.
Анализ отличительных признаков показал, что предлагаемое изобретение обладает рядом существенных отличий, которые заключаются в следующем.
Новым отличительным признаком является использование в качестве шихты предварительно модифицированного ультрадисперсными порошками и кристаллизованного сплава, которую в дальнейшем предварительно модифицируют и перегревают.
Применение предварительно модифицированной шихты позволяет снизить долю грубых карбидных включений и избыточных фаз в отливке в результате их меньшего количества в модифицированной шихте и за счет сохранения "наследственности" структуры используемого металла.
Карбидные включения и избыточные фазы в модифицированной шихте имеют более благоприятную морфологию и топографию по сравнению с немодифицированной шихтой. Переплав такой шихты (модифицированной) с дальнейшим перегревом металла до температур 1650 1750oC приводит к дальнейшему улучшению морфологии топографии избыточных фаз.
Дополнительное модифицирование ультрадисперсным порошком позволяет измельчить карбидные фазы и улучшить их топографию. Перегрев модифицированного металла до температур 1650 1750oC позволяет растворить крупные (более 0,1 мкм) частицы ультрадисперсного порошка, что снижает вероятность провоцирования "паразитных" зерен. Предложенный способ модифицирования позволяет избирательно воздействовать на избыточные фазы сплава.
В процессе поиска по источникам патентной и научно-технической литературы не обнаружено технического решения, которое содержало бы указанные отличительные признаки. На основании изложенного авторы и заявитель считают, что заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями.
Предлагаемый способ опробовали при отливке заготовок образцов и лопаток из жаропрочного сплава ЖС-32.
Плавку металла, заливку форм и операцию направленной кристаллизации осуществили в вакуумной индукционной установке УВНК-8П. Скорость протяжки при выращивании монокристальных отливок составляла 5 50 мм/мин. Модификаторы вводили в тигель на чистое зеркало металла. Предварительное модифицирование шихты осуществили при температуре 1650oC. При этом в расплав вводили 0,03 0,1% ультрадисперсного порошка. Дополнительное модифицирование ультрадисперсным порошком в количестве 0,01 0,1% от массы металла производили в интервале температур 1500 1740oC. Доводили температуру расплава до 1650 1750oC, выдерживали 0,5 10 мин и заливали в литейную форму, нагретую до температуры, превышающей температуру ликвидуса заливаемого в нее сплава.
Испытания образцов, полученных из отдельно отлитых заготовок и отливок, проводили на машине УМЭ10Т и АИМА. Результаты испытаний образцов показали (см. таблицу), что наиболее высокие механические свойства при комнатной температуре и 1000oC получены у отливок, изготовленных предлагаемым способом. Прочностные характеристики увеличиваются на 15 25% при одновременном возрастании пластичности на 5 10%
Показания длительной прочности при нагрузке 300 МПа и температуре 1000oC увеличиваются на 50 75%
Опробование предложенного способа позволило снизить брак отливок по "паразитным" зернам на 10 15%
Формула изобретения: 1. Способ получения монокристальных отливок преимущественно из жаропрочных никелевых сплавов, включающий приготовление расплава, модифицирование его смесью порошков тугоплавкого соединения и одного из металлов, образующих с ним устойчивые химические соединения, в количестве не более 0,1% от массы обрабатываемого расплава, заливку расплава в литейную форму, нагретую до температуры выше температуры ликвидуса сплава, и направленную кристаллизацию, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств отливок, модифицирование расплава смесью порошков ведут в количестве не менее 0,03% от массы обрабатываемого расплава, затем его закристаллизовывают, получая шихтовую заготовку, вновь нагревают до 1500 - 1740oС и проводят дополнительное модифицирование той же смесью порошков в количестве 0,01 0,1% от массы обрабатываемого расплава, после чего доводят температуру расплава до 1650 1750oС и перед заливкой в литейную форму выдерживают 0,5 10,0 мин, при этом в качестве порошков тугоплавкого соединения используют карбиды, и/или нитриды, и/или карбонитриды, и/или оксикарбонитриды титана или ниобия.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют смесь из ультрадисперсных порошков указанных соединений.