Влияние термической обработки на структуру заготовки из жаропрочного никелевого сплава ЭП741НП из металлического порошка, полученного методом газовой атомизации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В настоящей работе рассмотрены вопросы формирования структуры и свойств заготовок из жаропрочного никелевого сплава ЭП741НП, полученных методом горячего изостатического прессования (ГИП). Рассмотрена перспективность использования технологии металлургии гранул для изготовления заготовок дисков газотурбинных двигателей (ГТД). Показано, что существует два основныхспособа получения порошка для производства деталей газотурбинных двигателей – газовая атомизация и центробежное распыление литых быстровращающихся заготовок. Рассмотрены основные преимущества и недостатки вышеуказанных методов получения металлических порошков. Получен металлический порошок из жаропрочного никелевого сплава ЭП741НП методом газовой атомизации. Проведен режим горячего изостатического прессования компактируемой заготовки. Проведено исследование химического состава заготовки из сплава ЭП741НП после ГИП. Вырезаны образцы для оценки влияния термической обработки на структуру исследуемой заготовки. Проанализированы факторы, влияющие на подбор режимов термической обработки образцов. Произведен подбор режимов термической обработки для оценки влияния температурно-временных параметров на структуру исследуемых образцов полученной заготовки ГИП. Представлены результаты анализа микроструктуры после ГИП и термической обработки (ТО) заготовки из жаропрочного никелевого сплава ЭП741НП из металлического порошка, полученного методом газовой атомизации. Проанализированы изменения состава и количество карбидных фаз во время нагрева. Рассмотрены процессы, протекающие при распаде пересыщенного твердого раствора, коагуляции первичных и вторичных фаз, растворении первичных и вторичных фаз, расплавлении. Зафиксированы температурно-временные показатели, при которых происходит наибольшее изменение количества карбидных фаз. Приведены результаты цифрового анализа распределения интерметаллидной фазы после горячего изостатического прессования и термической обработки на периферии и в центре образцов. Представленырезультаты влияния термической обработки на образование интерметаллидных фаз, рассмотрено влияние выбранных режимов термической обработки на структуру и балл зерна исследуемых образцов. Произведен микроструктурный анализ образцов после горячего изостатического прессования и различных режимов термической обработки с использованием оптической и растровой электронной микроскопии. Подобран оптимальный режим термической обработки, способствующий увеличению объемной долии среднего диаметра интерметаллидных фазовых составляющих структуры сплава ЭП741НП.

Об авторах

А. А. Демченко

АО «Русполимет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: alinademchenko88@gmail.com
г. Кулебаки, Российская Федерация

А. А. Хлыбов

НГТУ им. Р.Е. Алексеева.

Email: hlybov_52@mail.ru
г. Нижний Новгород, Российская Федерация

А. И. Демченко

ООО «Гранком»

Email: demchenko.alesha@mail.ru
г. Кулебаки, Российская Федерация

Список литературы

  1. Гарибов Г.С, Востриков А.В., Гриц Н.М. Разработка новых гранулированных жаропрочных никелевых сплавов для производства дисков и валов авиационных двигателей // Технология легких сплавов. 2010. № 2. С. 34–43.
  2. Волков А.М., Востриков А.В., Бакрадзе М.М. Принципы создания и особенности легирования гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов для дисков ГТД // Труды ВИАМ. 2016. № 8 (44). С. 10–16.
  3. Гарибов Г.С. Отечественные гранулированные материалы для газотурбинных технологий //Технология легких сплавов. 2016. № 4. С. 24–27.
  4. Передовые инженерные школы: материалы, технологии, конструкции: материалы I Международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов // г. Пермь, 2024, Пермский национальный исследовательский политехнический университет. С. 96–97.
  5. Казберович А.М., Бер Л.Б., Егоров Д.А. и др. Повышение комплекса характеристик заготовок дисков из гранул сплава ЭП741НП для перспективных ГТД // Технология легких сплавов. 2020. № 4. С. 36–46.
  6. Береснев А.Г., Логунов А.В., Логачева А.И. Проблемы повышения качества жаропрочных сплавов, получаемых методом металлургии гранул // Вестник МАИ. 2008.15. № 3.С. 83–89.
  7. Zhang G.Q. Research and Development of High Temperature Structural Materials for Aero-Engine Application // ActaMetallurgicasinica. August2005.18. № 4.P. 443–452.
  8. Гарибов Г.С. Создание технологии металлургии гранул жаропрочных никелевых сплавов – наиболее яркая страница в истории развития всероссийского института легких сплавов // Технология легких сплавов. 2021. № 2. С. 37–47
  9. Агеев С.В., Гиршов В.Л. Горячее изостатическое прессование в порошковой металлургии // Металлообработка. 2015. № 4 (88). С. 56–60.
  10. Береснев А.Г., Логунов А.В., Логачева А.И. Проблемы повышения качества жаропрочных сплавов, получаемых методом металлургии гранул // Вестник МАИ. 2008.15. № 3. С. 83–89.
  11. Кошелев В.Я., Гарибов Г.С., Сухов Д.И. Основные закономерности процесса получения гранул жаропрочных никелевых сплавов методом плазменного распыления вращающейся заготовки // Технология легких сплавов. 2015. № 3. С. 97–103.
  12. Волков А.М., Шестакова А.А., Бакрадзе М.М. и др.Сравнениегранул, полученныхметодамигазовойатомизации и центробежногораспылениялитыхзаготовок, с точкизренияпримененияих дляизготовлениядисков ГТД из жаропрочныхникелевыхсплавов //ТРУДЫ ВИАМ № 11 (71).2018. С. 12–18.
  13. Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении (ИТММ-2023): материалыVIIВсероссийской научно-практической конференции с международным участием, г. Пермь, 2023 г., Пермский национальный исследовательский политехнический университет. С. 89–92.
  14. Лопатин Н.В., Бубнов М.В., Рогалев А.М. и др. Изотермическая штамповка заготовок диска из сплава ЭП741-НП, полученных методами порошковой металлургии // Авиационные материалы и технологии. 2014. № S5. С. 31–37.
  15. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С. Комплексная инновационная технология изотермической штамповки на воздухе в режиме сверхпластичности дисков из супержаропроных сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 129–141.
  16. Разуваев Е.И., Бубнов М.В., Бакрадзе М.М. ГИП и деформация гранулированных жаропрочных никелевых сплавов // Авиационные материалы и технологии.2016. № S1 (4).С. 80–86.
  17. Rice D., Kantzos P., Hann B.et al.P/M alloy 10 –А700°C capable nickel based superalloy for turbine disk applications // Superalloys. 2008. USA: TMS. P. 139–147.
  18. Materials Needs and R&D strategy for future military aerospace propulsion systems. Consensus Study Report. USA: Washington. 2011.
  19. Бер Л.Б., Еременко В.И., Пономорева Е.Ю. и др. Влияние режимов закалки на морфологию частиц γʹ–фазы и предел текучести заготовок турбинных дисков из гранулированного сплава ЭП741НП // Технология легких сплавов. 2008. № 1. С. 37–46.
  20. Ваулин Д.Д., Власова О.Н. и др. Исследование механизма формирования структуры при горячей деформации и термической обработке заготовок турбинных дисков из гранулированного сплава ЭП741НП // Технология легких сплавов. 2009. № 4. С. 32–42.
  21. Бакрадзе М.М., Волков А.М., Шестакова А.А. и др. Особенности изменения размера зерен в дисковом гранулируемом жаропрочном никелевом сплаве, произведенном по различным технологиям // Труды ВИАМ. 2018.№ 2 (62).С. 3–11.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».