Способ раскатки дисков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕ СКИРЕСПУБЛИК 19) ( 0014 А 1 Н 102 1)5 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ САНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ юл, М 39е консто "Тантнститут укторское технолол" при Уфимском им, Серго Орждо СР 83. свидетельство КИ В 21 Н 1/02(54) СПОСОБ РАСК (57) Изобретение о таллов давлением но при изготовле 1. газотурбинных дви никелевых сплаво ропрочных сплава друг друга. Способ идующие свойствакг/мм; аЬ 2.=- =97 - 11 табл. озволяет идисков: О1 кг/мм: лучить сле - 150 = 21-27 %. Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий типа дисков газотурбинных двигателей (ГТД),Известен способ прокатки дисков, при котором заготовку вращают и прокатывают в условиях сверхпластичности ее материала в направлении от оси прокатки приводными консольными попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси прокатки роликами (1). Так как диски ГТД работают при больших температурах, высоком давлении, то они должны обладать высокими служебными свойствами. Однако, вышеупомянутый способ не обеспечивает необходимый уровень служебных свойств изделия, а также имеет существенный недостаток - высокие удельные усилия раскатки,(21) 4841997/О(71) Специальнгичес кое бюавиационном никидзе(56) АвторскоеМ 1216877, М зин, Ю.Н.Чумало и В.Е,КарАТКИ ДИСКОВносится к обработке меможет быть использоваии изделий типа дисков гателей из жаропрочныхСпособ обработки жана основе никеля заклю чается в нагреве до температуры 1000- 1100 С, деформации методом раскатки в условиях сверхпластичности материала диска в направлении от оси заготовки к периферии наклонными к плоскости диска приводными консольными роликами, попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси заготовки, причем пары раскатных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки на величину, равную половине диаметра раскатного ролика, причем взаимные скорости вращения роликов задают с рассогласованием 3 - 6% относительно заготовки и 6-12% относительно Наиболее близким по технической ."ущности и достигаемому эффекту к предлагаемому решению является способ прокатки, выбранный авторами за прототип, отличающийся от вышеописанного тем, что пары раскатных консольных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки на велии. ну, равную 0.1.0,5 среднего значения радиуса нейтрального сечения роликов. За счет этого достигается снижение удельных усилий прокатки, однако служебные свойства существенно не повышаются.Целью данного изобретения является повышение механических и служебных свойств дисков газотурбинных двигателей из жаропрочных сплавов на основе ни 1 еля,Заготовку нагревают до 1000-1100 С и деформируют методом раскатки в усло вияхсверхпластичности материала диска в направлении от оси заготовки к периферии наклонными к плоскости диска приводными консольными роликами, попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси заготовки, причем пары раскатных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки, на величину, равную половине диаметра раскатного ролика, причем взаимные скорости вращения роликов задают с рассогласованием 3-6 оотносительно заготовки и 6-12 оотносительно друг друга.Прокатка заготовок смещенными относительно горизонтальной плоскости роликами, вращающимися с рассогласованием скоростей привела к образованию радиальной металлофиэической текстуры металла, "турбулентной" закрутки волокон в направлении вращенил заготовки. Так как заготовку вращают вокруг горизонтальной оси прокатки, то э 1 им исключается коробление раскатываемой заготовки. Благодаря смещению роликов относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки, не происходит наплав металла перед роликами, При прокатке предложенным способом в зоне деформирования происходит увеличение сдвиговых напряжений, За счет выделения у -фазы происходит рост карбидообразующих элементов, при этом содержание углерода остается таким же, что и раньше. Карбиды оказывают благоприятное действие на предел длительной прочности при высоких температурах, влияют на химическую стабильность матрицы. Наряду с увеличением карбидов типа УеС,МебС, происходит уменьшение обьемной доли карбидов типа Ме 2 зСб, Увеличивается обьемная долл зернограничного проскальзывани в зоне деформирования, вследствие чего увеличиваетсл проскальзывание по границам зерен, что в свою очередь снижает усилия деформации. Помимо карбидов образуется и избыточная у -фаза, которая обволакивает их и границу зерна, пластичным и стойким к полэучести слоем.Прокатка заготово дисков наклоннымик плоскости приводными консольными роликами, попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси заготовки, причем пары раскатных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки, на величину, равную половине диаметра раскатного ролика, взаимные скорости вращения которых задают с рассогласованием на 3-6 оотносительно друг друга, обеспечивает повышение механических свойствдисков,Авторам из патентной и научно-технической литературы совокупность отличи 5 тельных признаков не известа.Предварительно нагретую заготовкувращают и прокатывают в условиях сверхпластичности ее материала в направленииот оси прокатки наклонными к плоскости10 прокатки приводными консольными роликами, попарно расположенными диаметрально противоположно относительно осипрокатки. Заготовку прокатывают одновременно обеими парами роликов, располо 15 женными на одинаковом расстоянии г отоси прокатки, В процессе прокатки заготовку вращают вокруг горизонтальной оси прокатки, помимо этого, для исключениянаплыва металла перед роликами прокаты 20 вают роликами, смещенными относительногоризонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки, в направлении, противоположном направлению вращениязаготовки на величинуЬ, равную полови 25 не диаметра раскатного ролика, В процессепрокатки заготовку вращают со скоростьюК Вращение роликов задают с рассогласованием скоростей, Скорость 1-й пары роликов можно записать в виде:30 Ч 1 = Ч + (3 - 6) ЧЧ 2 = Ч 3 6) уПредложенный способ осуществляли настане СРД.В качестве материала для исследования35 использовали жаропрочный сплав на основе никеля - ЭП 742 У,После предварительно гете рогенизирующего отжига из однофазной области, а также осадки в квазиизотермических условиях40 на прессе усилием 1600 т.с, из цилиндрических заготовок О = 200 и Н = 260 ммполучены заготовки под раскатку с ультрамелкозернистой структурой типа микродуплекс со средним размером гну - 1,6-2. После45 осадки шайбы раскатывают в условияхсверхпластичности. для заготовок иэ жаропрочных никелевых сплавов (ЭП 742 У)температура деформации сос гавляла10001100 С при скорости деформации10 10 с.50 Особенностью предлагаемого способараскатки является уменьшение пятна контакта и обусловленного этим уменьшениемвеличины проскальзывания. а также снижение усилий раскатки. В результат прове 55 денного эксперимента были улучшенымеханические свойства изделия. В:.личинарассогласования (3 6%) получена практиче.ски и установлена оптимальная вепичина1770014 Составитель Ю.ЧумалоРедактор Е.Полионова Техред М.Моргентал Корректор М,Ткач Заказ 3696 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 рассогласования 4 о , при которой механические свойства наиболее высокие. это видно из графика и приведенной таблицы,Величина смещения оси ролика относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки Ьи, равна половине диаметра роликов. Оптимальное расстояние Ь и также определено практически.Предложенный способ раскатки дисков газотурбинных двигателей экономичен, так как уменьшается вес изделия с 52 до 42 кг, за счет чего уменьшается расход металла с 52205 кг (на 1000 шт.) до 42000 кг. Затраты на металл сократились с 1305125 рублей до 1044100 руб. Уменьшение массы диска приводит к уменьшению массы двигателя. что в свою очередь облегчает всю конструкцию самолета, а также снижается расход топлива, потребляемого двигателем. Данный способ менее энергоемок, так как оборудование, применяемое для изготовления, имеет меньшие усилия, Снижение усилий деформации ведет к увеличению стойкости инструмента.формула изобретения 5 Способ раскатки дисков, преимущественно их жаропрочных никелевых сплавов, включающий раскатку в условиях сверхпластичности в направлении от оси заготовки к периферии наклонными к плоскости диска 10 приводными консольными роликами, попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси заготовки, причем пары раскатных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, 15 проходящей через ось прокатки на величину, равную половине диаметра раскатного ролика, о т л и ч а ю щи й с я тем. что. с целью повышения механических свойств. взаимные скорости вращения роликов задают с 20 рассогласованием 3-6 относительно заго- товки и 6 - 12 О относительно друг друга.