Две композиции порошковых жаропрочных сплавов на основе никеля запатентовал «Всероссийский институт легких сплавов». Прежде всего, изобретение используется при производстве основных деталей дисков газотурбинных двигателей авиационной техники и транспортном машиностроении.

Новые сплавы реализуют преимущества металлургии гранул при изготовлении составного (биметаллического) диска для газотурбинных установок и двигателей за счет формирования функционально градиентной структуры по сечению заготовки и обеспечивают в составном диске интегральную пониженную плотность, повышение длительной прочности на ободе и кратковременной прочности на ступице, а также структурную стабильность на весь ресурс диска в сочетании с высокой коррозионной стойкостью.

«Заявленные отличия в концентрациях легирующих компонентов, и оптимизация составов сплавов позволяют достигнуть повышенных значений структурной стабильности и коррозионной стойкости; оптимальной массы обода, за счет меньшей плотности; высоких значений длительной прочности при рабочей температуре до 760оС при формировании крупного зерна до 150 мкм; обеспечить сочетание материалов ступицы и обода в переходной зоне с разницей коэффициентов термического расширения при рабочих температурах в пределах 1-2%; повышенной кратковременной прочности в ступичной части ~1650 МПа при 20оС, за счет мелкого размера зерна (10-30 мкм)», - поясняет разработчик сплава, главный технолог ОАО «ВИЛС» Дмитрий Ваулин.
В сравнении с прототипом, разработанные композиции сплавов, имеют рабочую температуру на 60-80°С выше; в 2 раза шире интервал разницы температур сольвуса (~ 50°С); ниже плотность на 1,5-2,0% (средняя по объему заготовки ~ 8,1 г/см3); выше объемную долю упрочняющей γ′-фазы (52,9-53,0 ат.%); малую долю неравновесной эвтектической γ′-фазы.
Сплавы в силу большой разницы температур сольвуса являются технологичными для реализации возможностей метода металлургии гранул по управлению и формированию функционально градиентной структуры (размера зерна, размера и объема упрочняющей γ′-фазы по сечению заготовки) в процессе горячего газостатического прессования и термической обработки.
«Композиции технологичных гранулируемых сплавов на никелевой основе, обладающих совместимой областью термомеханической обработки, разработаны для изготовления методом прямого горячего газостатического прессования заготовок роторных деталей газотурбинных двигателей с функционально-градиентными свойствами. Расширяются возможности метода металлургии гранул по управлению структурой заготовок, что принципиально важно для крупногабаритных деталей диаметром более 850-900 мм. Новая разработка будет способствовать успеху в развитии газотурбинного двигателестроения с высокой тягой», - поясняет Ваулин.
Изобретение «Порошковые жаропрочные сплавы для изготовления биметаллических изделий и составного диска, изготовленного из этих сплавов» подтверждено патентом РФ №2676121. Правообладателем разработки является ОАО «ВИЛС». Исключительное право на изобретение сохраняется до 28 декабря 2036 года.

Источник