[go: up one dir, main page]

CZ240294A3 - Kovová součást pro výrobu vlny z nerostného materiálu a způsob výroby této kovové součásti - Google Patents

Kovová součást pro výrobu vlny z nerostného materiálu a způsob výroby této kovové součásti Download PDF

Info

Publication number
CZ240294A3
CZ240294A3 CZ942402A CZ240294A CZ240294A3 CZ 240294 A3 CZ240294 A3 CZ 240294A3 CZ 942402 A CZ942402 A CZ 942402A CZ 240294 A CZ240294 A CZ 240294A CZ 240294 A3 CZ240294 A3 CZ 240294A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
single crystal
temperature
alloy
metal
metal component
Prior art date
Application number
CZ942402A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean Luc Bernard
Original Assignee
Saint Gobain Isover
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Isover filed Critical Saint Gobain Isover
Priority to CZ942402A priority Critical patent/CZ240294A3/cs
Publication of CZ240294A3 publication Critical patent/CZ240294A3/cs

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

Kovová spřádacísoučást pro výrobu minerální vlny obsahuje jediný litý kus z kovové superslitiny, zejména na bázi niklu nebo kobaltu, ve formě monokrystalu. Při způsobu výroby kovové součásti se roztavená superslitina zavede do licí formy (11) sestávající ze spodní tvarovací komory (12) krystalu a z horní tvarovací komory (15), a monokrystal vyrůstající z omerovacího kanálu (16) do horní komory (15) se postupně ochlazuje změnou relativní polohy ohřívacího prostředku (20) vzhledem k licí formě (11).

Description

Oblast techniky 7 6 ,Xi P '
Vynález se týká kovové součásti pro výrobu vlny nebol ji- soQ ných výrobků z nerostného materiálu, přičemž výroba zahrnúje roztavení materiálu a jeho uvedení do styku se zmíněnou kový-y θ θ í vou součástí. Vynález se dále týká způsobu výroby kovové sbui · f 3 části definované výše. < Dosavadní stav techniky
Kovové součásti výše uvedeného druhu jsou vystaveny korozi následkem napadení roztaveným nerostem jako je sklovina, čedič nebo podobné látky. Koroze vzniká v součástkách jako jsou pouzdra nebo podobné součásti bez podstatného mechanického napětí když jsou -vystaveny teplotám 13OO°C a vyšším, a v součástech jako jsou spřádací prsteny při mechanickém namáhání. Ve všech případech prvky nebo sloučeniny obsažené v tavenině reagují se složkami kovové součásti, což má za následek rozrušení některých složek, což případně vede k poruše nebo snížení pevnosti nebo k nutnosti výměny součásti. Když je součást vyrobena z kovu vytvářejícího ochrannou vrstvu proti korozi nebo oxidaci, roztavený nerost bude jevit sklon rozpustit takovou ochrannou vrstvu, což má za následek, že vrstva je stále obnovována difúzí rozpuštěných složek součásti, kterýžto proces případně také vede ke snížení koncentrace rozpouštěné složky v kovové součásti. Je-li vytvářen film z oxidu chromítého jako ochranná vrstva ve případě superslitiny z kovu tvrzeného karbidem na bázi niklu nebo kobaltu, napadení roztaveným nerostným materiálem vyleptá chrom, a je-li vytvořena ochranná vrstva z oxidu hlinitého jako v superslitině gamma-prim, bude vyleptán hliník s tím následkem, že ve slitině nezůstane dostatečné množství hliníku pro vytváření intermetalické fáze NiqAl.
Tato situace je dále zhoršena, jestliže kovová součást je také vystavena podstatnému mechanickému namáhání, jako tomu je ve případě spřádacího prstenu.
Takové spřádací prsteny pro tak zvané vnitřní odstřelování roztaveného nerostného materiálu, který má být rozdělen v minerální vlákna pro vytváření nerostné vlny pro tepelné a/nebo zvukové izolace, jsou vystaveny různým způsobům kritického namáhání
-2namáhání. Ony musí pracovat při vysokých teplotách, často nad 1OOO°C a při vysokém mechanickém namáhání následkem velkých odstředivých sil způsobených vysokou rychlostí otáčení. Současné jsou vystaveny korozi a oxidaci následkem napadání roztaveným nerostným materiálem a horkými proudy plynu používaných pro rozdělení roztavených svazků do vláken. Z těchto důvodů je obtížné dosáhnout užitečné životnosti takových spřádacích prstenů při uspokojivých ekonomických požadavcích jako je minimalizace přerušování výroby nerostné vlny za účelem výměny spřádacího prstenu a minimalizace nákladů na spotřebu prstenů.
Ve snaze o prodloužení životnosti spřádacích prstenů používaných ve výrobě skleněných vláken patentový spis Spojených států amerických Číslo 4,402,767 navrhuje použití tak zvaných slitin zpevněných rozptýlením oxidu pro spřádací prsteny tohoto druhu. Při výrobě těchto materiálů se jemné prachové částečky oxidu rozptýlí uvnitř kovové matrice, také ve formě prachu, pro následující konsolidaci a mechanické spojení ve slitinuo
Technologie válcování prstenu zde použitá je omezena na vytváření válcových částí pouze s malými radiálními přírubami, takže složitější tvary musí být vytvářeny technikou kompozitů popisovanou v patentovém spisu Spojených států amerických číslo 5,118,332.
Tato výrobní technika válcování prstenu vycházející z jemných prachů je velmi choulostivá v praktickém provádění a vyžaduje vysoký stupeň odbornosti v technických oborech velmi odlišných od lití kovů obvykle užívaných při výrobě takových součástí včetně spřádacích prstenů. Dále, zatímco odolnost vůči korozi je uspokojivá při použití materiálu podle zmíněného spisu US 4,402,767, vysoké výrobní náklady nejsou přípustné pro součásti, které nejsou vystaveny mechanickému namáhání, a tedy takové vysoké náklady nejsou ospravedlněny. Dále není jisté, zdali takto vyrobený spřádací prsten bude vykazovat nospodárnou životnost při vysokých provozních teplotách nad 1200°C či dokonce 1300°C. Při takových vysokých teplotách se jeví sklon ke vzniku mikrotrhlin následkem různé tepelné roztažnosti jednotlivých fází a omezené tažnosti roteríálu.
Takové vysoké provozní tepLoty se však vyžadují u takových spřádacích prsten’? použitých pro výrobu nerostné vlny, jak se uvádí v PCT/EP92./O1754 přihlašovatele předložené přihlášky vyná lezu. Kromě toho je z praxe známo, že roztavený nerost,
-3například čedič, je mnohem agresivnější než sklovina pokud jde o korozi, takže za těchto podmínek je mnohem obtížnější získat uspokojivou životnost' spřádacího prstenu.
Úkolem vynálezu je tudíž vytvořit kovovou součást, která je při použití ve styku s roztaveným nerostným materiálem a která má zlepšenou odolnost vůči korozi působené roztaveným nerostem. Dalším úkolem vynálezu je vytvořit 'kovovou součást, která je při použití ve styku s roztaveným nerostným materiálem a kťerá má delší životnost před opravou nebo náhradou.
Dalším úkolem vynálezu je vytvořit kovovou součást ve formě spřádacího prstenu pro uvedený účel, který by měl přijatelnou životnost i při vysokých provozních teplotách.
Podstata vynálezu
Vynález řeší výše uvedené úkoly tím, že vytváří kovovou součást pro výrobu vlny nebo jiných výrobků z nerostného materiálu, přičemž, výroba zahrnuje roztavení materiálu a jeho uvedení do styku se zmíněnou kovovou součástí, kterážto součást v
sestává, nebo alespoň obsahuje, když je ve styku s roztaveným materiálem, jediný litý kus kovové slitiny, jejíž podstata spočívá v tom, že jediný litý kus je ve formě monokrystalu.
Takové monokrystaly slitin byly vyvinuty v šedesátých letech v průmyslu tryskových motorů pro výrobu turbinových lopatek bez hranic zrn jako potenciálního zdroje tečení nebo trhlin. Koncepce monokrystalu vylučující jakékoli nranice zrn zavadí použití gamma-prim krystalitů nebo ekvivalentů jemně dispergovaných v gamma nebo podobné matrici a zamezujících dislokace ve krystalové struktuře postupující materiálem při střihových silách.
S použitím kovových součástí podle předloženého vynálezu bylo zjištěno, že odolnost vůči korozi působená napadením taveninou je značně zvýšena ve srovnání se součástí z polykrystalu stejného složenío Ukazuje se, že nepřítomnost hranic zrn zamezuje jakékoli jimi způsobené nehomogenity a také zamezuje korozivní a/nebo oxidační jevy, jejichž zdrojem hranice zrn potenciálně jsou. Nepřítomnost hranic zrn také příznivě zvyšuje chemickou odolnost vůči korozívním a/nebo oxidačním napadením, která, zejména pří značně zvýšených provozních teplotách a s agresivnějšími materiály přednostními ve vynálezu je předmětem zájmu.
-4Ačkoliv geometrie kovové součásti jako je spřádací prsten pro uvedený účel je značně rozdílná od běžné geometrie turbinové lopatky, nepřítomnost hranic zrn a s nimi souvisící nebezpečí zvýšení jeví* tečení nebo trhlin může být, podle předloženého vynálezu i ve případě takové kovové součásti využita ke zvýšení mechanických pevnostních vlastností.
Dále bylo zjištěno, že tažnost monokrystalických superslitin při vysokých teplotách je vyšší než tažnost obvyklých slitin používaných pro takové spřádací prsteny, což platí i pro slitiny zpevněné rozptýlením oxidu zmíněné výše. Tažnost má rozhodující význam při provozu při vysokých teplotách s místním odlišným tepelným roztažením vlivem různých úrovní teploty materiálu, nebot připouští nevyhnutelná přetvoření způsobená rozdíly roztažení. Čím vyšší je provozní teplota, tím vyšší jsou rozdíly teplot a rozdíly roztažení mezi různými body kovové součásti nebo spřádacího prstenu při větším nebo menším přímém vlivu ohřívacího prostředku a/nebo roztaveného materiálu a tím menší je rezerva protažení materiálu při daném napětí. Vysoká tažnost tedy zamezuje vznik přídavných místních napětí na vrcholu vysokého mechanického protažení způsobeného například odstředivými silami, co^ by mohlo vést ke předčasnému selhání.
Monokrystalické superslitíny dosud nebyly používány při teplotách nad 1100°C ani ve spojení s agresivním roztaveným nerostným.materiálem. S překvapením bylo zjištěno, že kovové součásti jako spřádací prsteny vytvořené podle předloženého vynálezu se ukázaly vhodnými pro uspokojivý provoz za takových odlišných a tvrdých podmínek při dosažení ekonomicky přijatelné životnosti.
Tvorba monokrystalu
Jestliže směr růstu monokrystalu je alespoň v podstatě rovnoběžný s osou souměrnosti kovové součásti jako je osa souměrnosti spřádacího prstenu bude ve mnohých případech vytvořena maximální souměrnost ve struktuře krystalu a bude tedy minimální nesourr.ěrné rozdělení vlastností jako je tečení. Navíc, to v
usnadňuje homogenní růst krystalu.
Jestliže směr růstu monokrystalu je shodný s orientaci (001), může být použit přírodní dendritický růst. Růst v tomto
-5směru pravidelně nastává po ztuhnutí za nepřítomnosti jakýchkoli omezení. Žádá-li se odlišný směr růstu, například orientace (111) pro nejvíce izotropní rozdělení charakteristik jeko je modul pružnosti, může to být dosaženo pomocí nukleu ve formě řezu z krystalu orientovaného takovým způsobem, že gradient teploty působící ztuhnutí je v žádaném směru, například orientaci (111). Také směs gradientu teploty by mohl být zvolen tak, že přírodní dendritický růst v orientaci (001) vede na směr sou marnosti nebo jiný přednostní směr výrobku v jiném směru než je orientace (0C1), jestliže to výrobek v daném případě dovoluje.
Použití superslitin
Je-li kovová součást vystavena mechanickému protažení při vysokých teplotách za takových podmínek koroze, slitina monokrystalu by měla být zvolena přednostně jako superslitina na bázi niklu nebo kobaltu. Zde používaný výraz superslitina má definovat kovovou slitinu obsahující jemně rozptýlené sraženiny v obklopující matrici, kteréžto sraženiny zamezují pohyb dizlokací krystalové mřížky skrze matrici až do vysokých teplot a tedy minimalizují tečení. Takové superslitiny zvláště výhodné pro spřádací prsteny mohou být přednostně tvrzené karbidem nebo gamma-prim tvrzené.
Je-li zvolena superslitina tvrzená karbidem, může být na bázi niklu nebo kobaltu. Přednostní slitiny tohoto typu na bázi niklu mají následující složení v procentech hmotnostních:
Cr 20 - 35 %
Co 0 - 20 %
Po nejvýše stopa
V/ 0-12 %
Ti nejvýše stopa
Ta 0 - 5 %
Re, Y, La a jiné vzácn
Π 0,1 - H
Si 0 - 3 %
Pn 0 - 2 %
Fe 0 - 10 %
Ni zbytek do 100
Přednostní slitiny tohoto typu na bázi kobaltu mají následující složení v procentech hmotnostních:
Cr 20 - 40 %
Ni 0-15 %
Mo nejvýše stopa
W 0-12 %
Ti nejvýše stopa
Ta 0 - 5 %
Re, Y, La a jiné vzácné zeminy
C 0,1 - 1 %
Fe 0-10 %
Co zbytek do 100 %
Je třeba poznamenat, že metaloidní prvky N, O, S, B a kov Zr jsou vyloučeny. Tyto prvky se používají v malých množstvích pro napnutí hranic zrn polykrystalů, mají však účinek snižující TsoLIDUS* Jak buůedrobnSJi ukázáno dále, takové snížení ^sq^jduS slitiny zmenšuje dosažitelný interval mezi TSOLIDUS aa TSOLVUS ΡΓ0 eu-telrtickou směs gamma matrice a zvlášt nich fází srážení. To zneshadnuje při následujícím tepelném zpracování udržovat výrobek na střední teplotě mezi těmito dvěma teplotami.
Použití slitin ve krajně čisté formě také omezuje nebezpečí segregací následkem přítomnosti nízko tavitelných fází a možnosti vytváření nežádoucích krystalizačních jader a růst sekundárních zrn.
v
Také Mo a Ti jsou vyloučeny pokud je to jen možné, nebot mají negativní vliv na chování vůči korozi. Odolnost vůči korozi tohoto typu slitiny je zvláště dobrá vzhledem k vytvářené ochranné vrstvě CrgO^ a krajně vysokému obsahu ohromu. Ani difúze chrómu k povrchu výrobku pro obnovu vyloučené ochranné vrstvy neovlivňuje negativně vlastnosti výrobku v pozorovatelném rozsahu vzhledem k vysokému obsahu chrómu. Kromě toho je vrstva Cr^O^ poměrně stabilní vůči roztavenému materiálu jako je sklo nebo čedič.
Fřednostní monokrystalické superslitiny s gamma-prim vytvrzením jsou ns bázi niklu a mají následující složení v procentech hmotnostních:
Cr 5-20 %, přednostně až do 10 %
Co 4,5- 15 %
Mo 0 - 20 9'
w 0 -10 %
Al 3 - 6 %
Ti 0 - 3,5 %
Ta 0 - 15 %
Re 0 - 3 %
V 0 - 1 %
Hf 0 - 1,4 %
C 0 - 0,07 %
Ni zbytek do
Uspokojivější výsledky byly zjištěny při následujících rozsazích složek v procentecg hmotnostních:
Cr 6 - 10 %
Co 4,5- 7 %
No 1 - 3 %
W 4 - 10 %
Al 5 - 6 %
Ti 1 - 3 %
Ta 2 - 10 %
Re 0 - 2 %
Ni zbytek čh
Opět jsou metaloidní prvky jako N, 0, B, S a v tomto případě i C a kov Zr nežádoucí z důvodů uvedených výše s ohledem na slitiny vytvrzené karbidem.
Prvky Al, Ti a Ta příznivě ovlivňují vytváření a stabilitu intermetalické fáze Ni^Al, zatímco Cr a Ko se přednostně akumulují v gamma fázi a V/ je poměrně indiferentní.
Odolnost vůči korozi· závisí v jistém rozsahu na obsahu chrómu, odolnost vůči oxidaci na obsahu hliníku tvořícího vrstvu Kompromis pro obsah chrómu řádově 7' až 8 % slouží k současnému dosažení vytvrzení a odolnosti vůči korozi. Přilnavost vrstvy oxidu hlinitého není vždy dostatečná a může být podepřena povrchovým povlakem z intermetalické sloučeniny s hliníkem jako je hlinitan.
S vyššími obsahy Ta, Ti a W a nižšími obsahy chrómu je možné zvýšit a pro eutektickou směs fází gamma a gamma-prim.
I když tyto gamma-prim vytvrzené superslitiny nemohou vytvářet ochrannou vrstvu Cr^^, jejich odolnost vůči korozi je nicméně vysoká s ohledem na přítomnost krajně stabilní
-8intermetalické fáze Ni^Al a nepřítomnost jakýchkoli hranic zrn, kde by agresivní materiál mohl vnikat do výrobku. Protože hliník je velmi těsné vázán ve stabilní gamma-prim fázi, nemůže snadno difundovat k povrchu výrobku a odpadnout. Vysoký stupán atomového pořádku v monokrystalu zamezuje takové odpadnutí a zvyšuje podstatně odolnost vůči korozi. Je tedy výhodné mít kubickou plošně centrovanou strukturu, která je vyztužena intermetalickou fází (Ni^Al) koherentně jak je jen možno v krystalografickém smysluse základní strukturou (gama-prim sraženina v gamma matrici).
Re, Y, La a jiné vzácné zeminy obsažené v superslitinách vytvrzených karbidem i v gamma-prim vytvrzených superslitinách v malých množstvích slouží ke zvýšení odolnosti vůči oxidaci zejména jevu drcení bez zhoršení žáruvzdornosti.
Kromě zkoušených superslitin byly pro vynález nalezeny vhodnými směsi uvedené v tabulce 1. Zvláště výhodné jsou superslitiny 1 a? 3 a 13 a z těchto je nejvýhodnější superslitina 1.
Tabulka 1
Superslitina
Prvek (hmot. %)
Jt ir Ni Cr Co Mo W Al Ti Ta Re v Hf
1 zb. 8 5 2 8 5 15 6
2 Zb. 8 55 225 5 6 2 325 - - -
3 Zb. 7.8 65 2 5.7 52 1.1 7.9
4 Zb. 10 15 3 - 55 4 - - 1 -
5 Zb. 8 5 2 8 5 15 6
δ Zb. 10 5 - 4 5 15 12
7 Zb. 8 4.6 0.6 7.9 5.6 0.9 5.8
8 Zb. 65 10 0.6 6 5.6 1 6 3 - 0.1
9 Zb. 16 - 3 - 35 35 35
10 Zb. 15 5 2 2 5 2 5 - -
11 Zb. 5 10 20.6 6 5.6 - 9 3 - 0.1
12 Zb. 8 9 05 10 5.6 0.7 32 - - 1.4
13 Zb. 29 - - 7.4 - - - - - -
0.7 75 12 0.9
Mn
Zbo - zbytek do ICO % hmotnostních
-9Bylo zjištěno, že chování monokrystalické superslitiny vzhle dem k oxidaci horkými rozdělovacímí plyny může představovat problém zejména ve případě slitin vytvrzených karbidem vytvářejících ochrannou vrstvu z C^O^, jejíž chrom může být těkavý účinkem horkých plynů. Tudíž je výhodnější mít alespoň část kovové součásti nebo spřádacího prstenu na povrchu chráněnu proti korozi a/nebo oxidaci povlakem typu používaného také pro lopatky turbin v průmyslu tryskových motorů pro takové ochranné účely. Vhodné směsi a způsoby nanášení povlaků mohou být nalezeny v literatuře týkající se ochranných povlaků lopatek turbino Přednostně je tento povlak vytvořen na vnějším povrchu spřádacího prstenu vystaveném . horkým plynům vnějšího hořáku vytvářejícího proud rozdělovacího plynu.
Způsob výroby kovové součásti
Při výrobě kovové součásti podle předloženého vynálezu se r roztavená superslitina zavede do licí formy sestávající ze spodní tvarovací komory krystalu mající chlazený povrch a z horní komory uzpůsobené pro ohřev s onezovacím kanálem monokrystalu mezi nimi a monokrystal vyrůstající z omezovacího kanálu do horní komory do tvaru výrobku je postupně ochlazován změnou relativní polohy mezi licí formou a ohřívacím prostředkem, takže je vytvořen spád teploty z omezovacího kanálu ke protilehlému konci vytvářeného výrobku.
Změnou vzájemných poloh vytahováním licí formy ze vnitřku indukčního ohřívacího prostředku tvaru digestoře je nejpraktičnější a spolehlivý způsob vytvoření teplotního spádu takový, že oblast omezování se začně ochlazovat zatímco protilehlý konec výrobku je plně ohříván, je-li třeba, může být pro dosažení tohoto konce použit ekvivalentní prostředek. Proces lití a ochlazování se provádí pod vakuem asi 10 baru nebo méně pro zamezení vnikání jakýchkoli nečistot z okolní atmosféry. Teplota lití je asi o 200°C nad slitiny a typicky nad 1500°C.
Zatímco zkušební kusy byly v laboratorním měřítku úspěšně ztuženy teplotním spádem asi 230 C/cm, použití způsobu ve průmyslovém měřítku jeví výhodným použít teplotní spád pod 70°C/cm, přednostně pod 50°C/cm. Optimální teplotní gradient byl nalezen vyšší než 30°C/c m, přednostně 40°C/cm.
Tomu odpovídá maximální rychlost pohybu licí formy vzhledem
-10k ohřívacímu prostředku přednostně mezi 15 a 35 cm/h. Je-li výrobek nebo jeho část válcovitá, tato rychlost může být konstantní, zatímco ve případě Částí majících radiální složku se tato rychlost má snížit podle sklonu radiálně probíhající části.
Ve přednostním provedení vynálezu jsou stěny licí formy z keramického materiálu získané tvarováním vrstvy keramického materiálu na povrchu modelu vyrobeného z materiálu odstranitelného teplem, jako je vosk nebo organický plastový materiál. Takový model má tvar výrobku zvětšený o prostory, které mají být vyplněny roztavenou slitinou, přičemž materiál modelu se odstraní z keramické formy před vlitím roztavené slitiny. Tímto způsobem mohou být odlity i složité tvary s vysokou přesností a tedy s minimálním následujícím strojním obráběním. Po odlití může výrobek obsahovat segregace, póry a vnitřní pnutí.
Vnitřní pnutí mohou být zdrojem místní nežádoucí krystaliv zace nepříznivě ovlivňující homogenní charakter monokrystalu. Uvolnění z formy má tedy být provedeno bez použití rázů nebo vibrací, které b,y mohly způsobit nekontrolovanou krystalizaci. Dává se proto přednost chemickému rozpuštění keramické formy například kyselinou před mechanickým uvolněním formy.
Také se s výhodou používá následná homogenizace a žíhání výrobku pro odstranění místních napětí, pórů a segregací. Jestliže takové následné tepelné zpracování zahrnuje jednak ohřá tí výrobku na teplotu T^ mezi teplotou roztoku TgQ^y^g pro eutektickou směs gamma a gamma-prim fází a jednak ^gOLlDUS sli” tiny na více než 1 hodinu, přednostně 3-hodiny, také segregace a celá fáze zrnité sraženiny bude rozpuštěna v prvním kroku pro přípravu optimalizace rozdělení zrnité sraženiny pro maximální mechanické napětí superslitiny. Rozpouštění a homogenizace takto dosažená je udržena ochlazením výrobku na teplotu okolí
Teplota T^ je přednostně zvolena mezi 1150°C a 1350°C a ve případě slitiny 1 v tabulce 1 je teplota T-^ přednostně asi 1300°C.
Přídavně k tomuto rozpouštění a homogenizaci tepelné zpraO o covéní zahrnuje ohřátí výrobku na teplotu T£ mezi 150 C a 200 C pod teplotou roztoku Τ^θ^γ^ Pro eutektickou směs gamma a gamma-prim fází na dobu více než 1 hodinu, přednostně 4 hodiny.
v>
Toto tepelné zpracování zajištuje sražení zrnité fáze, například gamma-prim fáze v jemně rozptýleném stavu, který je
-11stabilizován ochlazením výrobku na teplotu okolí. Následně se
o.
výrobek ohřeje na teplotu o 400 až 500 C nižší než je teplota roztoku T5QLYjjg Pro eutektickou směs gamma a gamma-prim fází na dobu delší než 10 hodin, přednostně 24 hodin. To vede na růst jemně a homogenně rozptýlených sraženin jako gamma-prim, takže ve mnohých případech je více než 50% slitiny ve fázi zrnité sraženiny v gamma matrici.
Ve případě slitiny 1 je teplota přednostně 1100°C a tep lota To je 850°C. To vede na obsah gamma-prim fáze až 70% a velikost částeček gamma-prim sraženiny od 300 do 500 nm, přednostně asi 400 nm.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je znázorněn na výkresech, kde obr.l je perspektivní pohled na kovovou součást podle předloženého vynálezu ve tvaru spřádacího prstenu, obr.2 je schematický pohled na zařízení na výrobu spřádacího prstenu z obr.l, obr.3 je graf znázorňující odolnost vůči tečení rozličných materiálů podle dosavadního stavu techniky a podle předloženého vynálezu, a obr.4 až 7jsou fotografie mikrostruktury vyrobené způsobem podle vynálezu v jejích jednotlivých stupních
Příklady. _ . . provedení vynálezu
Kovová součást obr.l je znázorněna kovová součást podle vynálezu ve tva ru spřádacího prstenu 1. Spřádací prsten .mé horní límec 2 pro jeho upevnění na čepu otáčejícího se hřídÍele pro otáčení spřádacího prstenu 1 kolem jeho osy 3. souměrnosti. Spřádací prsten 1 také má zakřivenou horní přírubu 4, kuželovitou obvodovou stěnu 5. a spodní přírubu 6 vyčnívající radiálně dovnitř ze spodního ckraje obvodové stěny 2 a vymezující velký střední otvor 7.
v
Jak je dobře známo v technice vnitřního odstředování používající takový typ spřádacích prstenů, roztavený materiál se přivádí do prostoru uvnitř kuželovité obvodové stěny 2 spřádacího prstenu 1 rychle se otáčejícího kolem osy 2» takže odstředivé síly tlačí roztavený nerostný materiál proti vnitřnímu povrchu 8 obvodové stěny 5 a množstvím otvorů 9 v obvodové stěně 5. , aby z nich vystupoval jako radiálně ven směrovaná
-12jemná roztavená vlákna. Roztavená vlákna vystupující z otvorů 2 potom vstupují do proudu horkých dolů směřujících rozdělovačích proudů plynu vystupujících z vnějšího prstenovitého hořáku k vytváření vlákének. Další podrobnosti konstrukce a užití takového spřádacího prstenu jsou uvedeny v patentovém spisu EP-A0 091 866.
Technologie vnitřního odstředovéní je o sobě dobře známá a proto zde nebude podrobně popisována.
Spřádací prsten 1 může mft tvar popsaný výše, avšak může také mít tvar odlišný, například u kterého je střední otvor 7 uzavřen spodní stěnou. V takovém případě může být dostatečné vytvořit stěny spřádacího prstenu 1 z jednoho kusu a přidat spodní stěnu, takže je spřádací prsten vytvořen ze součástí navzájem spojených. Protože taková část jako spodní stěno radiálně umístěná uvnitř spodní příruby 6 není vystavena působení maximálních odstředivých sil působících na úrovni obvodové stěny a nemusí být ve styku s roztaveným nerostným materiálem, může být z jiného materiálu než část spřádacího prstenu 1 znázorněného v obr.l. Je zřejmé, že vynález zahrnuje oba případy jednotného spřádacího prstenu a jednotné části spřádacího prstenu doplněné přídavnými částmi.
Způsob výroby kovové součásti
Zařízení n« výrobu spřádacího prstenu 1 je schematicky zná zorněno v obr.2 a může být použito v rámci předloženého vynálezu. Podle obr.2 má licí forma 11 tvarovací komoru 12 krystalu mající chlazený povrch 13 tvořený deskou 14 chlazenou neznázorněným vodním pláštěm a· obsahuje horní komoru 15 s omezovacím kanálem 16 monokrystalu mezi nimi. Licí forma 11 je vytvořena jako keramická forma, jejíž stěny mají tlouštku asi 1 cm a byly vyrobeny pomocí voskového modelu majícího tvar výrobku a jiných prostorů určených k vyplnění taveninou. Tento voskový model byl potom pokryt keramickým materiálem, například procesem ponoření a nanášení. Po usušení formy může být vosk ze vnitřku keramické formy odstraněn ohřevem sestavy na teplotu vyšší než je teplota tavení vosku, takže tento vyteče. Potom se keramický materiál speče při teplotách nad 1000°C.
Protože licí forma II má obecně tvar obráceného kužele, jsou pro stabilizaci vytvořeny podpěry 17 z keramického
-13materiálu. Dále může být v oblasti omezovacího kanálu 16 vosk nahrazen nějakým organickým plastovým materiálem větší pevnosti jako je pevný polystyren pro zamezení poškození této choulostivé oblasti během výroby keramické formy. Také tento organický plastový materiál může být odstraněn použitím tepla.
Licí forma 11 také obsahuje množství vtoků a výtoků 18 pro vpuštění roztavené slitiny do dutiny 19 licí formy 11 a pro snadný únik vzduchu nebo plynů z dutiny 19.
Kolem licí formy 11 je ohřívací prostředek 20 ve formě digestoře s indukčním ohřevem mající vnitřní povrch 21.
V provozu zařízení se roztavená slitina vlije do dutiny 19 licí formy 11 k vyplnění celé tvarovací komory 12 a horní komory 13 až k výtokům 18 pře.d tím než nastane ztuhnutí. Pro zamezení předčasného ztuhnutí udržuje ohřívací prostředek 20 teplotu licí formy II nad teplotou tuhnutí.
Chlazený povrch 13 chlazené desky 14 začne tuhnutí ve spodní tvarovací komoře 12 krystalu, takže se tam může vyvinout množství krystalů a může růst nahoru směrem k omezovacímu kanálu 16. Omezovači kanál 16 však má malý příčný průřez a je tvarován například jako šroubovíce, takže pouze jeden z krystalů muže vstoupit do omezovacího kanálu 16 a objeví se na jeho horním konci, to znamená u dna horní komory 13 tvarující výrobek. Jak je obecně známo v technologii tažení monokrystalů, roste jen jeden monokrystal v horní komoře 13 vlivem postupného pohybu licí formy 11 ven z ohřívacího prostředku 20 při malé rychlosti a vhodném teplotním spádu a tvorba jiných krystalů je potlačena.
Je-li směr pohybu a tedy i teplotní spád podél osy 2 souměrnosti spřádacího prstenu 1, nebo výrobku, růst mo nokrystalu nebo směr tažení bude ve směru osy 2 souměrnosti přispívat k izotropickému rozdělení charakteristik kolem osy 2 souměrnosti a. tedy ve případě spřádacího prstenu 1 kolem osy otáčení. To přispívá k dokonalosti souměrnosti otáčení spřádacího prstenu 1.
Nejsou-li učiněna žádná další opatření, monokrystal bude růst ve přírodním dendritickém směru (001). To je nejméně složitý způsob a vede na dobré izotropické rozdělení vlastnosti tečení. Nicméně může být také uvažováno jako výhodné mít orientaci (111) ve směru osy 2 souměrnosti pro optimalizací izotropického rozdělení jiných charakteristik jako je modul
-14pružnosti. Pro tento účel se použije jádro uložené ve tvarovací komoře 12, kteréžto jádro je vyříznuto z pevného monokrystalu tak, že jeho orientace (111) je ve směru osy £ souměrnosti když je nukleační kus umístěn na povrchu 13. Dovoluje-li to výrobek nebo kovová součást, může být takový výsledek také dosažen bez jádra změnou směru tažení monokrystalu s takovým sklonem k ose £ souměrnosti, že přírodní dendritická orientace (001) ve směru tažení monokrystalu vede k orientaci (111) pro koincidenci s osou 3 souměrnosti.
Nukleační kus by měl typicky být válcový výřez z monokrystalu umístěný na povrchu 13. Je však možná ještě jedna alternativa, ve které nukleační kus má tvar spojovacího prostoru mezi horním koncem omezovacího kanálu 16 a spodním a/nebo vnitřním okrajem 22 výrobku. Ve případě spřádacího prstenu 1 znázorněného v obr.2 je to kuželovitý tvar sestávající z pravidelně směrem ven vybíhajících úseků spojujících horní konec omezovacího kanálu 16 s rovnoměrně rozmístěnými místy na spodním a vnitřním okraji 22 . Taková technika by prováděla licí proces ve dvou stupních: V prvním stupni by se vyrobil způsobem výše popsaným startovní kus vyplňující tvarovací komoru 12, omezovači kanál 16 a prostor až ke spodnímu vnitřnímu okraji 22 při vyloučení komplikací vznikajících z celého výrobku nad takovým prostorem. Z tohoto startovního kusu by se vyřízla část nad omezovacím kanálem 16 ve formě monokrystalu a ve druhém stupni s horním koncem omezovacího kanálu 16 jako nejnižším bodem nyní- použité formy užitým jako nukleační kus pro lití výrobku začínaje u okraje 22 připojeného k nukleačnímu kusu.
Uspořádání horní komory 13 pro tvarování výrobku a orientace výrobku v ní by mělo vzít v úvahu skutečnost, že příčný průřez rostoucí ve směru růstu působí příznivě na růst monokrystalu. Z tohoto důvodu se spřádací prsten 1 odlévá v obrácené poloze, jak je znázorněno v obr.2. Tato obrácená poloha spřádacího prstenu 1 mění orientaci pročnívajícího kroužku 10 směrem dolů, to znamená do směru opačného k obecnému směru tažení monokrystalu. Za takových podmínek je převrácení problémem pro správný růst monokrystalu, výrobek může, jak je znázorněno v obr.2, mít tvar obklopující výběžky jako je pročnívající kroužek 10 k odstranění jakýchkoli nesnází z něho vyplývajících a příznivě zvětšujíc příčný průřez výrobku.
-15Nicméně toto opatření vyžaduje dodatečné strojní obrobení, které by jinak nebylo nutné vzhledem k výborné hladkosti povrchu dosažené keramickou formou.
Protože ztuhlý výrobek má následkem vytažení licí formy 11 z ohřívacího prostředku 20 vnitřní pnutí, je zde nebezpečí místní parazitické krystalizace při působení přídavných rázů nebo vibrací na výrobek. Pro vyloučení mechanických pnutí ve výrobku odstraňováním formy se přednostně provede chemické rozpuštění materiálu keramické formy vhodnou látkou, například některou kyselinou.
Vnitřní pnutí, póry a segregace se odstraní následným tepelným zpracováním popsaným v jiných částech tohoto popisu.
Toto tepelné zpracování také slouží k dosažení homogenně rozptýlené sraženiny vhodného množství a velikosti v matrici superslitiny jestliže je použita pro kovovou součást.
Do dutiny IQ licí formy 11 byla při teplotě 152O°C zavedena tavenina mající následující složení ve hmotnostních procentech:
Cr 8 %
Co 5 %
No 2 %
W 8 %
Al 5 %
Ti 1,5%
Ta 6 %
Ni zbytek do 100 %
Ohřívací prostředek 20 byl řízen tak, aby bylo zamezeno jakékoli předčasné tuhnutí taveniny a deska 14 byla chlazena pro započetí tuhnutí na povrchu 3/3. Ohřívací prostředek 20 a licí forma 11 byly oddalovány navzájem maximální rychlostí 25 cm/h takže nakonec byl vytažen monokrystal mající rozsah od omezovacího kanálu 16 až ke vtokům D8. Tímto způsobem byl ve výrobku vytvořen teplotní spád asi 40°C/cm.
Rychlost pohybu licí formy 11 může být proměnlivá a nižší v obdobích kdy se zpracovávají oblasti výrobku obsahující radiální části jako jsou příruby 4 a 6 za. účelem omezení teplotního spádu v těchto oblastech. Celková doba tažení muže být řádově jedna hodina.
-16Po ponechání výrobku ochladit na teplotu okolí může být spodní příruba 6 spřádacího prstenu 1 odříznuta od materiálu, který ji spojuje a omezovacím kanálem 16.
Odlitý monokrystal vyrobený způsobem popsaným výše je znázorněn v obr.4 ve zvětšení asi 250:1, jak je možno ověřit měřítkem znázorněným v obr.4. Obr.4 ukazuje dendritickou strukturu a vměstnaná bílé oblasti představující eutektické skvrny gamma a gamma-prim fází vyloučené mezi dendritickými segregacemi při ochlazování. Prvním rozpouštšcím tepelným zpracováním při ohřátí výrobku až na 1300°C na dobu tří hodin a potom jeho ochlazením na teplotu okolí se tyto segregace rozpustí k vytvoření více homogenní strukturu, jak je patrno z obr.5, který znázorňuje tutéž oblast monokrystalu při stejném zvětšení jako v obr.4 po takovém rozpouštěcím tepelném zpracování. Také jsou odstraněna vnější pnutí a póry. Nejdůležitější je, že při následujícím tepelném zpracování jsou rozpuštěny gamma-prim sraženiny.
Výrobek se opět ohřeje až na 1100°C a udržuje na této teplotě po 4 hodiny před ochlazením na teplotu okolí. Jak je patrno z obr.6, toto zpracování vede na jemně rozptýlené gamma-prim sraženiny, nicméně ve množství, které ještě není optimální. Množství gamma-prim sraženin rovné asi 70% může být dosaženo následujícím ohřátím výrobku až na 850°C na dobu 24 hodin před ochlazením na teplotu okolí. Toto dodatečné tepelné zpracování přinese plný účinek gamma-prim sraženin rovnoměrně rozdělených v krystalu, jak je patrno z obr.7. Je třeba uvést, še v obr.6 a 7 je zvětšení asi 50000:1, to znamená 200 krát větší než v obr.4 a 5· Gamma-prim sraženiny v gamma matrici jsou zde jasně viditelné. Sraženiny mají velikost asi 400 nm v průměru a tudíž poskytují velmi jemnou nosnou strukturu proti migraci poruch ve krystalu, která by měla za následek jevy tečení.
Otvory £, které mají malý průměr, při zvlákňovéní čediče pod 0,7 mm, mohou být vyrobeny pomocí YAG laseru v perkusním nebo řezacím modu, noho se svazky elektronů. Toto zpracování se každopádně provádí až po rozpouštěcím tepelném zpracování, jako je jakékoli strojní obrábění, aby bylo minimalizováno nebezpečí místní parami tické krystalizace. Nicméně výroba otvorů £ i jiné obráběcí operace by mohly být přednostně prováděny před rekuperačními tepěknými operacemi ., pro gamma-prim. fázi Se provádějí tak, aby vznikla výhoda z nepřítomnosti vytvr-17zení gamma-prim fáze a tak pro vyloučení jakýchkoli nepříznivých účinku na výrobek, který byl nakonec tepelně zpracován.
Tabulka 2 ukazuj'e množství charakteristik spřádacího prstenu nebo spíže materiálu spřádacího prstenu ve srovnání s polykrystalickou slitinou (známou v průmyslu jako SG3O a popsanou v patentovém spisu FR-A-2 536 355) obecně používanou pro spřádací prsteny ve výrobě skleněné vlny a se spřádacím prstenem ze slitiny zpevněné rozptýlením oxidu známé jako MA 758. Další podrobnosti jsou uvedeny v časopise Advanced Materials & Processes 10/90, svaz. 138, č.4, str 43-50.
Jak ukazuje tabulka 2, oxidace plynem představuje problém příkladu podle vynálezu spočívající v tom, že horké rozdělovači plyny by mohly působit oxidaci povrchu vně pročnívajícího kroužku 10. Pro zamezení toho může být nanesen povlak na tyto a případně i jiné povrchy. Takový povlak je běžný v průmyslu tryskových motorů k ochraně lopatek turbin proti oxidaci horkými plyny a může být nanesen obvyklými způsoby. Proto zde nejsou uváděny žádné další podrobnosti.
Tabulka 2
Vlastnosti Teplota Obvyklé (SG30) ODS x) (MA758) Příklad vynálezu
prodloužení iooctc 30 120 180
s následkem prasklin od 1050°C 25 95 155
tečení nocrc -0 80 130
po 1000 h (MFa) ' 1200’C 1300*C 0 0 60 35 100 60
Tažnost 105CPC 64 10 19
(%) 1200’C - 9 17
Modul okolí 200 200 [001] 130
pružnosti íootrc 130 130 [111] 300
(GPa)
Odolnost vůči korozi - pro sklo nocrc vyhovuje vyhovuje vyhovuje
- pro čedi č 1250*C - vyhovuje vyhovuje
Oxidace plynem 125O°C vyhovuje problém
Povlak • žádný žádný doporučen
x) slitina zpevněná rozptýlením oxidu
-18Tažnost je velmi významná, nebot zamezuje vznik pnutí například způsobených rozdíly teplot za provozu. Jak je patrno z tabulky 2, příklad podle vynálezu je dalece nadřazený pokud jde o tažnost při vysokých teplotách také vzhledem ke slitinám zpevněným rozptýlením oxidu. To je velmi významná výhoda, nebot vysoká tažnost omezuje maximální hodnoty pnutí ve vrcholech pnutí v materiálu mnohem rovnoměrnějším rozdělením pnutí a tedy zamezuje místní vrcholy pnutí, které by mohly způsobit místní poruchu.
Nejvýznamnější parametr pro určení životnosti spřádacího prstenu je protažení mající za následek prasknutí od tečení po 1000 hodin při vysokých teplotách. Tento parametr je také uveden jako příklad v obr.3 pro obvyklou slitinu (křivka X), pro typickou slitinu zpevněnou rozptýlením oxidu (křivka II) a pro příklad podle vynálezu představovaný křivkou III v obr.3. Jak je patrno z obr.3»· odolnost vůči tečení spřádacího prstenu podle vynálezu při mírně vysokých teplotách 1000°C a 1100°C je podstatně vyšší než u slitiny zpevněné rozptýlením oxidu, která i při nižších teplotách může mít nižší odolnost proti tečení než obvyklá slitina. Při teplotách nad 110C°C slitina podle vynálezu i slitina zpévněná rozptýlením oxidu mají obě sníženou odolnost vůči tečení, avšak slitina podle vynálezu může mít až dvojnásobné protažení slitiny zpevněné rozptýlením oxidu než nastane prasknutí po 1000 hodin provozu (což je více než měsíc nepřetržitého provozu a tedy rozumná životnost pro takový spřádací prsten).
Schopnost odolávat vysokému protažení při vysoké teplotě před prasknutím od tečení po 1000 hodin na jedné straně,a vysoká tažnost vedoucí k rovnoměrněji rozdělenému pnutí v materiálu a vyloučení vrcholů pnutí na druhé straně způsobují, že spřádací prsten podle vynálezu je nejvhodnější pro provoz při vysokých teplotách, jaké jsou přednostně žádány při zvlákňování nerostné vlny, například z čediče, vnitřním odstřeďováním. Spřádací prsten podle vynálezu má také vysokou odolnost vůči agresivnějšímu čedičovému materiálu. Potenciálně vyšší pravděpodobnosti oxidace plynem je možné snadno předejít odpovídajícím povlakem jaký se používá obvykle pro 1cpatky turbin.
Výroba spřádacího prstenu podle vynálezu, procesem: lití sniv žuje výrobní náklady a umožňuje použití základního zařízení
-19a znalostí shromážděných v průmyslu výroby spřádacích prstenu. To není případ se slitinami zpevněnými rozptýlením oxidu, které také mají uspokojivou odolnost vůči korozi, avšak musí být vyráběny zvláštními výrobními způsoby jinými než lití, například válcováním kroužků.

Claims (15)

  1. PATENTOVÉ
    NÁROKY
    1. Kovová součást pro výrobu vlny nebo jiných výrobků z nerostného materiálu, přičemž výroba zahrnuje roztavení materiálu a jeho uvedení do styku se zmíněnou kovovou součástí, kterážto kovová součást sestává nebo alespoň obsahuje, když, je ve styku s roztaveným materiálem, jediný litý kus z kovové slitiny, vyznačující se tím, že jediný litý kus je ve formě monokrystalu.
  2. 2. Kovová součást podle nároku 1, vyznačující se tím, že směr růstu monokrystalu je alespoň v podstatě rovnoběžný s osou (3) souměrnosti kovové součásti (1).
  3. 3. Kovová součást podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že směr růstu jediného monokrystalu je shodný s orientací (001) monokrystalu.
  4. 4. Kovová součást podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, která má tvar spřádacího prstenu (1) pro výrobu nerostné vlny odstředováním roztaveného nerostného materiálu, vyznačující se tím, že spřádací prsten (1) obsahuje radiální vnější obvodovou stěnu (5) mající množství otvorů (9) malého průměru pro pronikání roztaveného nerostného materiálu na vnější stranu stěny (5) a je uzpůsoben k otáčení vysokou rychlostí kolem osy (3) souměrnosti spřádacího prstenu (l), přičemž slitina kovu je superslitina přednostně na bázi niklu nebo kobaltu.
  5. 5. Kovoviá součást podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující,;^; se tím, že slitina monokrystalu je superslitina vytvrzená kar-_.
    tyto složky ve hmotnostních procentech: D ί I .. A;' 2 λ l\· Q c d h? v'b U Cr 20 - 35 % Co 0 - 20 % * ( Ko nejvýše stopa 7 6 _ΧΊ Ό ε ř í W 0 - 12 % Ě í CISCO , t Λ ! 1 Ti nejvýše stopa Ta 0 - 5% 1 < ’ L G B t 0 , Re, Y, La a jiné vzácné zeminy 2 % L-J C 0,1 - 3 % Si 0 - 3 % Kn 0 - 2 % Fe 0 - 10 % Ni zbytek do 100 %
    součást podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující slitina monokrystalu je superslitina vytvrzená karbityto složky ve hmotnostních procentech:
  6. 6. Kovová se tím, že dem Vka jící
    Cr 20 - 40 % Ni 0 - 15 % Mo nejvýše stopa W 0 - 12 % Ti nejvýše stopa Ta 0 - 5 % Re, Y, La a jiné vzácné zeminy 2 % C 0,1 - 1 % Fe 0 - 10 % Co zbytek do 100 % 7. Kovová součást podle nároku 5, vyznačující se tím, že super- slitina monokrystalu má tyto složky ve hmotnostních procentech: Cr 29 % W 7,4 % c 0,7 % Si 1,2 % Mn 0,9 % Fe 7,5 % Ni zbytek do 100 % 8. Kovová součást podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že slitina monokrystalu je gamma-prim vytvrzené supersli tina mající tyto složky ve hmotnostních procentech: Cr 5 - 20 $, přednostně do 10 % Co 4,5 - 15 % Mo 0 - 20 % W 0 - 10 % Al 3-6% Ti 0 - 3,5 % Ta 0 - 15 % Re 0 - 3 % V 0 - 1 % Hf 0 - 1,4 % C 0 - 0,07 % Ni zbytek do 100 % 9. Kovová součást . podle nároku 8, vyznačující se tím, že super- slitina monokrystalu má tyto složky ve hmotnostních procentech: Cr 6-10 Co 4,5 - 7 % Mo 1 - 3 %
    w 4 - 10 % Al 5-6 % Ti 1 - 33&% Ta 2 - 10 % Re 0 - 2 % Ni zbytek d'
  7. 10. Kovová součást podle nároku 9, vyznačující se tím, že super slitina monokrystalu má tyto složky ve hmotnostních procentech:
    8 %
    5.5 %
    2,25 %
    5 %
    6 %
    3.5 zbytek do 100 %
  8. 11. Kovová součást podle nároku 9, vyznačující se tím, že super slitina monokrystalu má tyto složky ve hmotnostních procentech:
    Cr
    Co
    Mo
    W
    Al
    Ti
    Ta
    Ni
    Cr 7,8 % Co 6,5 ty. fy Mo 2 % W 5,7 % Al 5,2 w. fy Ti 1,1 ty. fy Ta 7,9 0' /0 Ni zbytek do 100
  9. 12. Kovová součást podle nároku 9, vyznačující se tím, že super slitina monokrystalu má tyto složky ve hmotnostních procentech:
    Cr 8 % Co 5 % Mo 2 % W 8 ty fy Al 5 % Ti 7,5 % Ta 6 ty fy Ni zbyté)
    ty.
    součást podle kteréhokoli z nároků 1 až 12, vyznačuv jící se tím, že alespoň část jejích povrchů je chráněna povlakem proti korozi a/nebo oxidací.
    -2314. Kovová součást podle nároku 13, vyznačující se tím, že povlak je vytvořen na vnějších površích vystavených horkým plynům z vnějšího hořáku vyvíjejícího proud plynu.
  10. 15. Způsob výroby kovové součásti podle kteréhokoli z nároků
    1 až 14 vyznačující se tím, že roztavená superslitina se zavede do licí formy (11) sestávající ze spodní tvarovaci komory (12) krystalu mající chlazený povrch (13) a z horní komory (15) uzpůsobené pro ohřev, s omezovacím kanálem (16) monokrystalu mezi nimi, a že monokrystal vyrůstající z omezovacího kanálu (16) do horní komory (15) do tvaru výrobku se postupně ochlazuje změnou relativní polohy mezi licí formou (11) a ohřívacím prostředkem (20), takže je vytvořen spád teploty z omezovacího kanálu (16) ke protilehlému konci vytvářeného výrobku.
  11. 16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že spád teploty je menší než 70°C/cm, avšak větší než 30°C/cm, přednostně 40°C/cm.
  12. 17. Způsob podle nároku 15 nebo 16, vyznačující se tím, že rych lost změny relativní polohy mezi licí formou (11) a ohřívacím prostředkem (20) má maximum mezi 15 a 35 cm/h.
  13. 18. Způsob podle kteréhokoli z nároků 15 až 17, vyznačující se tím, že stěny licí formy (11) jsou z keramického materiálu získaného tvarováním vrstvy keramického materiálu na povrchu modelu vyrobeného z materiálu odstranitelného teplem, jako je vosk nebo organický plastový materiál, kterýžto model má tvar výrobku zvětšený o prostor, který má být vyplněn roztavenou slitinou, přičemž materiál modelu se z keramické formy před litím roztavené slitiny odstraní.
    15. Způsob podle kteréhokoli z nároků 15 až 18, vyznačující se tím, že následné zpracování výrobku teplem zahrnuje jednak ohřev výrobku na teplotu lý mezi teplotou roztoku TsoLVUS pro eutektickou směs gamma matrice s fázeni sražených částeček a jednak teplotou slitiny pro více než jednu hodinu, přednostně tři hodiny, pro rozpuštění segregací a celé fáze sražených částeček.
  14. 20. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tí je mezi 1150 c 12 je 1300°C.
    m, že teplota Ta 135C°C v případě supersli-tiny podle nároku
    -2421. Způsob podle nároku 19 nebo 20, vyznačující se tím, že po ochlazení výrobku na teplotu okolí zpracování teplem zahrnuje ohřev výrobku na teplotu Tg na úrovni 150°C až 200°C pod teplotou roztoku Τς,ηγνΠς pro eutektickou směs fází gamma a
    SOLVUS gamma-prim po dobu delší než 1 hodina, přednostně 4 hodiny, a po opětném ochlazení výrobku na teplotu okolí ohřev na teplotu o 400°C až 500°C pod teplotou roztoku ^ggpyug pro eutektickou směs fází gamsa a gamma-prim po dobu delší než 10 hodin, přednostně 24 hodin pro rovnoměrné rozdělení sraženin malé velikosti a jejích dostatečného množství.
  15. 22. Způsob podle nároku 21, vyznačující se tím, že v případě superslitiny podle nároku 12 je teplota Tg rovna 110Q°C a teplota je rovna 85C°C.
CZ942402A 1993-02-05 1993-02-05 Kovová součást pro výrobu vlny z nerostného materiálu a způsob výroby této kovové součásti CZ240294A3 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ942402A CZ240294A3 (cs) 1993-02-05 1993-02-05 Kovová součást pro výrobu vlny z nerostného materiálu a způsob výroby této kovové součásti

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ942402A CZ240294A3 (cs) 1993-02-05 1993-02-05 Kovová součást pro výrobu vlny z nerostného materiálu a způsob výroby této kovové součásti

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ240294A3 true CZ240294A3 (cs) 1995-08-16

Family

ID=5464885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ942402A CZ240294A3 (cs) 1993-02-05 1993-02-05 Kovová součást pro výrobu vlny z nerostného materiálu a způsob výroby této kovové součásti

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ240294A3 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4659164B2 (ja) 一方向凝固鋳造品並びにその製造方法
EP2436461B1 (en) Unidirectional solidification process and apparatus therefor
US9144842B2 (en) Unidirectional solidification process and apparatus and single-crystal seed therefor
US20100071812A1 (en) Unidirectionally-solidification process and castings formed thereby
US20130022803A1 (en) Unidirectionally-solidification process and castings formed thereby
US10421121B2 (en) Method of manufacturing Ni alloy casting and Ni alloy casting
JP2001246457A (ja) 鋳造品の結晶粒間隔の制御
SK120594A3 (en) Metallic component for production of wool from mineral material and method of its production
Dong Analysis of Grain Selection during Directional Solidification of Gas Turbine Blades.
CZ240294A3 (cs) Kovová součást pro výrobu vlny z nerostného materiálu a způsob výroby této kovové součásti
US3783032A (en) Method for producing directionally solidified nickel base alloy
CA1068454A (en) Control of microstructure in cast eutectic articles
Hu et al. Inhibition of stray grains at melt-back region for re-using seed to prepare Ni-based single crystal superalloys
CN111687395A (zh) 铸造合金中的多种材料和微观结构
JPH1085927A (ja) 精密鋳造方法及び精密鋳造装置
RU2254962C1 (ru) Способ получения отливки из литейного никелевого сплава
Goldman Single Crystal Processing of Intermetallics for Structural Applications
JP2003311391A (ja) 鋳造物の製造装置
Toloraya et al. Formation of single-crystal structure of large-size cast GTE and GTU turbine blades in facilities for high-gradient directed crystallization
CN119703021A (zh) 一种籽晶制备单晶高温合金叶片的方法
Kounitzky et al. A single crystal casting process for high-temperature components
Feng et al. Refinement of γ’Precipitate with Melt Undercooling in Nickel-based Superalloy
JPH11322499A (ja) 単結晶材の製造方法
Dong Grain Selection during Directional Solidification of Aero‐Engine Turbine Blades