- PII
- 10.31857/S0235010625040118-1
- DOI
- 10.31857/S0235010625040118
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume / Issue number 4
- Pages
- 405-417
- Abstract
- The prospects of using granule metallurgy technology for manufacturing gas turbine engine (GTE) disk blanks are considered. It is shown that there are two main methods for obtaining powder for manufacturing gas turbine engine parts – gas atomization and centrifugal spraying of cast high-speed rotating blanks. The main advantages and disadvantages of the above methods of obtaining metal powders are considered. Metal powder was obtained from heat-resistant nickel alloy EP741NP by gas atomization. The mode of hot isostatic pressing of the compacted blank was carried out. The chemical composition of the EP741NP alloy blank after hot isostatic pressing (HIP) was studied. Samples were cut to assess the effect of heat treatment on the structure of the studied blank. Factors influencing the selection of heat treatment modes for samples were analyzed. The heat treatment modes were selected to assess the influence of temperature-time parameters on the structure of the studied samples of the obtained HIP workpiece. The results of the microstructure analysis after HIP and heat treatment (HT) of the workpiece made of heat-resistant nickel alloy EP741NP from metal powder obtained by gas atomization are presented. The changes in the composition and quantity of carbide phases during heating are analyzed. The processes occurring during the decomposition of a supersaturated solid solution, coagulation of primary and secondary phases, dissolution of primary and secondary phases, and melting are considered. The temperature and time parameters at which the greatest change in the amount of carbide phases occurs are recorded. The results of digital analysis of the distribution of the intermetallic phase after hot isostatic pressing and heat treatment at the periphery and in the center of the samples are presented. The results of the influence of heat treatment on the formation of intermetallic phases are presented, and the influence of the selected heat treatment modes on the structure and grain grade of the studied samples is considered. Microstructural analysis of samples after hot isostatic pressing and various heat treatment modes was performed using optical and scanning electron microscopy. An optimal heat treatment mode was selected that promotes an increase in the volume fraction and average diameter of intermetallic phase components of the EP741NP alloy structure.
- Keywords
- газовая атомизация ГИП жаропрочный никелевый сплав ГТД микроструктура интерметаллидные фазы
- Date of publication
- 03.07.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 16
References
- 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. August 2005. 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. Сравнение гранул, полученных методами газовой атомизации и центробежного распыления литых заготовок, с точки зрения применения их для изготовления дисков ГТД из жаропрочных никелевых сплавов // ТРУДЫ ВИАМ № 11 (71). 2018. С. 12–18.
- 13. Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении (ИТММ-2023): материалы VII Всероссийской 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., Осленникова 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. C. 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 – A700°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 γ’–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.
