Виправлення ливарних дефектів у лопатках із сплаву ЖС3ДК-ВІ, модифікованого ультрадисперсними частинками карбонітриду титану, методом гарячого ізостатичного пересування

*JSC «Motor Sich» (Zaporizhia, Ukraine)**Zaporizhzhya Polytechnic National University (Zaporizhzhia, Ukraine) УДК 621.74.045:669.24:21.981 Research has established that the application of the technological operation of hot isostatic pressing (HIP) to blades made by the equiaxial casting method from...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2023
Main Authors:	Клочихін, В. В., Педаш, О. О., Данилов, С. М., Тьомкін, Д. О., Наумик, О. О., Наумик, В. В.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2023
Subjects:	жароміцний нікелевий сплав робоча лопатка ультрадисперсні частинки карбонітрид титану гаряче ізостатичне пресування хімічний склад структура механічні властивості жароміцність
Online Access:	https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/correction-casting-defects-blades-zhs3dk-vi-alloy-modified-ultra
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Casting Processes

Institution

Casting Processes

id	oai:ojs2.localhost:article-30
record_format	ojs
institution	Casting Processes
baseUrl_str
datestamp_date	2023-05-31T05:03:54Z
collection	OJS
language	Ukrainian
topic	жароміцний нікелевий сплав робоча лопатка ультрадисперсні частинки карбонітрид титану гаряче ізостатичне пресування хімічний склад структура механічні властивості жароміцність
spellingShingle	жароміцний нікелевий сплав робоча лопатка ультрадисперсні частинки карбонітрид титану гаряче ізостатичне пресування хімічний склад структура механічні властивості жароміцність Клочихін, В. В. Педаш, О. О. Данилов, С. М. Тьомкін, Д. О. Наумик, О. О. Наумик, В. В. Виправлення ливарних дефектів у лопатках із сплаву ЖС3ДК-ВІ, модифікованого ультрадисперсними частинками карбонітриду титану, методом гарячого ізостатичного пересування
topic_facet	жароміцний нікелевий сплав робоча лопатка ультрадисперсні частинки карбонітрид титану гаряче ізостатичне пресування хімічний склад структура механічні властивості жароміцність heat-resistant nickel alloy working blade ultrafine particles titanium carbonitride hot isostatic pressing chemical composition structure mechanical properties heat resistance
format	Article
author	Клочихін, В. В. Педаш, О. О. Данилов, С. М. Тьомкін, Д. О. Наумик, О. О. Наумик, В. В.
author_facet	Клочихін, В. В. Педаш, О. О. Данилов, С. М. Тьомкін, Д. О. Наумик, О. О. Наумик, В. В.
author_sort	Клочихін, В. В.
title	Виправлення ливарних дефектів у лопатках із сплаву ЖС3ДК-ВІ, модифікованого ультрадисперсними частинками карбонітриду титану, методом гарячого ізостатичного пересування
title_short	Виправлення ливарних дефектів у лопатках із сплаву ЖС3ДК-ВІ, модифікованого ультрадисперсними частинками карбонітриду титану, методом гарячого ізостатичного пересування
title_full	Виправлення ливарних дефектів у лопатках із сплаву ЖС3ДК-ВІ, модифікованого ультрадисперсними частинками карбонітриду титану, методом гарячого ізостатичного пересування
title_fullStr	Виправлення ливарних дефектів у лопатках із сплаву ЖС3ДК-ВІ, модифікованого ультрадисперсними частинками карбонітриду титану, методом гарячого ізостатичного пересування
title_full_unstemmed	Виправлення ливарних дефектів у лопатках із сплаву ЖС3ДК-ВІ, модифікованого ультрадисперсними частинками карбонітриду титану, методом гарячого ізостатичного пересування
title_sort	виправлення ливарних дефектів у лопатках із сплаву жс3дк-ві, модифікованого ультрадисперсними частинками карбонітриду титану, методом гарячого ізостатичного пересування
title_alt	Correction of casting defects in blades from ZhS3DK-VІ alloy modified with ultrafine particles of titanium carbonitride by hot isostatic pressing
description	JSC «Motor Sich» (Zaporizhia, Ukraine)*Zaporizhzhya Polytechnic National University (Zaporizhzhia, Ukraine) УДК 621.74.045:669.24:21.981 Research has established that the application of the technological operation of hot isostatic pressing (HIP) to blades made by the equiaxial casting method from heat-resistant nickel alloy ZhS3DK-VI modified with ultradisperse Ti (C, N) particles allows for minimizing the presence of defects of foundry origin and thus ensure the required level of complexity physicomechanical and operational properties of finished products. The investigated working blades of the fan turbine (both before and after GIP) meet the requirements of OST 1 90126-85 in terms of chemical composition, structure, and mechanical and heat-resistant properties. The values of the angle of bending on the studied blades are within 98...1070. There are no cracks.During the operation of hot isostatic pressing, "healing" of pores and cracks occurs. In the structure of the examined blades after the GIP, micropores, and rickholes are practically absent. The size of the macro grain in the feather of the studied blade is ~0.75...2.0 mm, which is ~2 times smaller than in the tail part. An accumulation of carbonitride particles up to 16 μm in size was found in the structure of the blades (both in the feather and in the shank). The distance between the axes of the second-order dendrites in the feather of the blades is approximately ~1.5 times smaller than in the tail part.   References 1. Sims, Ch. T. (1995). Superalloys II: Heat-resistant materials for aerospace and industrial power plants: In 2 books. / Ed. Ch.T. Sims, N.S. Stoloff, W.K. Hagel; Translated from English, ed. R. E. Shalina. M.: Metallurgy, 1995. Book. 1. 384 p.; Book. 2. 384 p. [in Russian].2. D. V. V. Satyanarayana, N. E. Prasad. (2017). Nickel-based superalloys. Aerospace Materials and Material. Volume 1: Aerospace Materials. Рp. 199–228.3. Erickson, G. L. (1996). The Development of the CMSX-11B and CMSX-11C Alloys for Industrial Gas Turbine Application. Superalloys. P. 45–52.4. Michels, H. T., Friend W. Z. (1980). Nickel-Base Superalloys. Corrosion of Nickel and Nickel- Base Alloys. New York. P. 435–449.5. Azhazha V. M., Sverdlov V. Ya., Kondratov A. A. (2007). Influence of crystallization conditions on the macroscopic crystallization front and structural perfection of single crystals of Nialloys. Vestnik of KhNU. No. 781. Issue. 3 (35). pp. 73–80. [in Russian].6. Tsivirko, É. I., Zhemanyuk, P. D., Klochikhin, V. V., Naumik, V. V., Lunev, V. V. (2001). Crystallization processes, structure and properties of castings from high-temperature nickel alloys. Metal Science and Heat Treatment. № 43 (9–10). P. 382–386.7. Galdin N. M., Chernega D. F., Ivanchuk D. F. et al. (1989). Non-ferrous casting: reference book / ed. ed. N. M. Galdina. M.: Mashinostroenie, 1989. 528 p. [in Russian].8. Azhazha V. M., Gorbenko Yu. V., Kovtun G. P. (2004). Growth of monocrystals of Ni-W alloy under conditions of high temperature gradient. Crystallography. Volume 49, No. 2, pp. 382–386. [in Russian].9. Kuznetsov, V. P., Lesnikov, V. P., Konakova, I. P., Popov, N. A., Kvasnitskaya, Y. G. Structural and Phase Transformations in Single-Crystal Rhenium- and Ruthenium-Alloyed Nickel Alloy Under Testing For Long-Term Strength. Metal Science and Heat Treatment, 2015, 57 (7–8), стр. 503–506.10. Padalko, A. G. The practice of hot isostatic pressing of inorganic materials: monograph [Text]. M.: ICK Akademkniga, 2007. S. 194–230. [in Russian].11. Klochihin V., Lysenko N. and Naumyk V. (2017). Structure and properties of heat-resistant nickel alloys castings after hot isostatic pressing / Materials Science and Technology Conference and Exhibition 2017, MS and T 2017. Volume 2 (2017). С. 1370–1374.12. Zhemanyuk P. D., Klochikhin V. V., Lysenko N. I., Naumik V. V. (2013). Complex effect of technological operations on the structure and properties of heat-resistant nickel alloy ZhS3DK-VI. East European Journal of Advanced Technologies. No. 3/12 (63). pp. 68–73. [in Russian].13. Saburov V. P. (1988). Strengthening modification of steel and alloys. Foundry. No. 9. S. 7–8. [in Russian].14. Boguslaev A. V., Klochikhin V. V., Lysenko N. A. et al. (2011). Use of nanotechnologies in foundry production. Vestnik of the DSMA. No. 4 (25). pp. 23–28. [in Russian].
publisher	National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
publishDate	2023
url	https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/correction-casting-defects-blades-zhs3dk-vi-alloy-modified-ultra
work_keys_str_mv	AT kločihínvv correctionofcastingdefectsinbladesfromzhs3dkvíalloymodifiedwithultrafineparticlesoftitaniumcarbonitridebyhotisostaticpressing AT pedašoo correctionofcastingdefectsinbladesfromzhs3dkvíalloymodifiedwithultrafineparticlesoftitaniumcarbonitridebyhotisostaticpressing AT danilovsm correctionofcastingdefectsinbladesfromzhs3dkvíalloymodifiedwithultrafineparticlesoftitaniumcarbonitridebyhotisostaticpressing AT tʹomkíndo correctionofcastingdefectsinbladesfromzhs3dkvíalloymodifiedwithultrafineparticlesoftitaniumcarbonitridebyhotisostaticpressing AT naumikoo correctionofcastingdefectsinbladesfromzhs3dkvíalloymodifiedwithultrafineparticlesoftitaniumcarbonitridebyhotisostaticpressing AT naumikvv correctionofcastingdefectsinbladesfromzhs3dkvíalloymodifiedwithultrafineparticlesoftitaniumcarbonitridebyhotisostaticpressing AT kločihínvv vipravlennâlivarnihdefektívulopatkahízsplavužs3dkvímodifíkovanogoulʹtradispersnimičastinkamikarbonítridutitanumetodomgarâčogoízostatičnogoperesuvannâ AT pedašoo vipravlennâlivarnihdefektívulopatkahízsplavužs3dkvímodifíkovanogoulʹtradispersnimičastinkamikarbonítridutitanumetodomgarâčogoízostatičnogoperesuvannâ AT danilovsm vipravlennâlivarnihdefektívulopatkahízsplavužs3dkvímodifíkovanogoulʹtradispersnimičastinkamikarbonítridutitanumetodomgarâčogoízostatičnogoperesuvannâ AT tʹomkíndo vipravlennâlivarnihdefektívulopatkahízsplavužs3dkvímodifíkovanogoulʹtradispersnimičastinkamikarbonítridutitanumetodomgarâčogoízostatičnogoperesuvannâ AT naumikoo vipravlennâlivarnihdefektívulopatkahízsplavužs3dkvímodifíkovanogoulʹtradispersnimičastinkamikarbonítridutitanumetodomgarâčogoízostatičnogoperesuvannâ AT naumikvv vipravlennâlivarnihdefektívulopatkahízsplavužs3dkvímodifíkovanogoulʹtradispersnimičastinkamikarbonítridutitanumetodomgarâčogoízostatičnogoperesuvannâ
first_indexed	2025-09-24T17:42:36Z
last_indexed	2025-09-24T17:42:36Z
_version_	1850424279703748608
spelling	oai:ojs2.localhost:article-302023-05-31T05:03:54Z Correction of casting defects in blades from ZhS3DK-VІ alloy modified with ultrafine particles of titanium carbonitride by hot isostatic pressing Виправлення ливарних дефектів у лопатках із сплаву ЖС3ДК-ВІ, модифікованого ультрадисперсними частинками карбонітриду титану, методом гарячого ізостатичного пересування Клочихін, В. В. Педаш, О. О. Данилов, С. М. Тьомкін, Д. О. Наумик, О. О. Наумик, В. В. жароміцний нікелевий сплав робоча лопатка ультрадисперсні частинки карбонітрид титану гаряче ізостатичне пресування хімічний склад структура механічні властивості жароміцність heat-resistant nickel alloy working blade ultrafine particles titanium carbonitride hot isostatic pressing chemical composition structure mechanical properties heat resistance JSC «Motor Sich» (Zaporizhia, Ukraine)Zaporizhzhya Polytechnic National University (Zaporizhzhia, Ukraine) УДК 621.74.045:669.24:21.981 Research has established that the application of the technological operation of hot isostatic pressing (HIP) to blades made by the equiaxial casting method from heat-resistant nickel alloy ZhS3DK-VI modified with ultradisperse Ti (C, N) particles allows for minimizing the presence of defects of foundry origin and thus ensure the required level of complexity physicomechanical and operational properties of finished products. The investigated working blades of the fan turbine (both before and after GIP) meet the requirements of OST 1 90126-85 in terms of chemical composition, structure, and mechanical and heat-resistant properties. The values of the angle of bending on the studied blades are within 98...1070. There are no cracks.During the operation of hot isostatic pressing, "healing" of pores and cracks occurs. In the structure of the examined blades after the GIP, micropores, and rickholes are practically absent. The size of the macro grain in the feather of the studied blade is ~0.75...2.0 mm, which is ~2 times smaller than in the tail part. An accumulation of carbonitride particles up to 16 μm in size was found in the structure of the blades (both in the feather and in the shank). The distance between the axes of the second-order dendrites in the feather of the blades is approximately ~1.5 times smaller than in the tail part.   References 1. Sims, Ch. T. (1995). Superalloys II: Heat-resistant materials for aerospace and industrial power plants: In 2 books. / Ed. Ch.T. Sims, N.S. Stoloff, W.K. Hagel; Translated from English, ed. R. E. Shalina. M.: Metallurgy, 1995. Book. 1. 384 p.; Book. 2. 384 p. [in Russian].2. D. V. V. Satyanarayana, N. E. Prasad. (2017). Nickel-based superalloys. Aerospace Materials and Material. Volume 1: Aerospace Materials. Рp. 199–228.3. Erickson, G. L. (1996). The Development of the CMSX-11B and CMSX-11C Alloys for Industrial Gas Turbine Application. Superalloys. P. 45–52.4. Michels, H. T., Friend W. Z. (1980). Nickel-Base Superalloys. Corrosion of Nickel and Nickel- Base Alloys. New York. P. 435–449.5. Azhazha V. M., Sverdlov V. Ya., Kondratov A. A. (2007). Influence of crystallization conditions on the macroscopic crystallization front and structural perfection of single crystals of Nialloys. Vestnik of KhNU. No. 781. Issue. 3 (35). pp. 73–80. [in Russian].6. Tsivirko, É. I., Zhemanyuk, P. D., Klochikhin, V. V., Naumik, V. V., Lunev, V. V. (2001). Crystallization processes, structure and properties of castings from high-temperature nickel alloys. Metal Science and Heat Treatment. № 43 (9–10). P. 382–386.7. Galdin N. M., Chernega D. F., Ivanchuk D. F. et al. (1989). Non-ferrous casting: reference book / ed. ed. N. M. Galdina. M.: Mashinostroenie, 1989. 528 p. [in Russian].8. Azhazha V. M., Gorbenko Yu. V., Kovtun G. P. (2004). Growth of monocrystals of Ni-W alloy under conditions of high temperature gradient. Crystallography. Volume 49, No. 2, pp. 382–386. [in Russian].9. Kuznetsov, V. P., Lesnikov, V. P., Konakova, I. P., Popov, N. A., Kvasnitskaya, Y. G. Structural and Phase Transformations in Single-Crystal Rhenium- and Ruthenium-Alloyed Nickel Alloy Under Testing For Long-Term Strength. Metal Science and Heat Treatment, 2015, 57 (7–8), стр. 503–506.10. Padalko, A. G. The practice of hot isostatic pressing of inorganic materials: monograph [Text]. M.: ICK Akademkniga, 2007. S. 194–230. [in Russian].11. Klochihin V., Lysenko N. and Naumyk V. (2017). Structure and properties of heat-resistant nickel alloys castings after hot isostatic pressing / Materials Science and Technology Conference and Exhibition 2017, MS and T 2017. Volume 2 (2017). С. 1370–1374.12. Zhemanyuk P. D., Klochikhin V. V., Lysenko N. I., Naumik V. V. (2013). Complex effect of technological operations on the structure and properties of heat-resistant nickel alloy ZhS3DK-VI. East European Journal of Advanced Technologies. No. 3/12 (63). pp. 68–73. [in Russian].13. Saburov V. P. (1988). Strengthening modification of steel and alloys. Foundry. No. 9. S. 7–8. [in Russian].14. Boguslaev A. V., Klochikhin V. V., Lysenko N. A. et al. (2011). Use of nanotechnologies in foundry production. Vestnik of the DSMA. No. 4 (25). pp. 23–28. [in Russian]. АТ «Мотор Січ» (Запоріжжя, Україна)Запорізький машинобудівний завод ім. Омельченко В. І. (Запоріжжя, Україна)*Національний університет «Запорізька політехніка» (Запоріжжя, Україна) УДК 621.74.045:669.24:21.981 Дослідженнями встановлено, що застосування технологічної операції гарячого ізостатичного пресування до лопаток, виготовлених методом рівноосного лиття з жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ, модифікованого ультрадисперсними частин- ками Ti(C,N) дозволяє мінімізувати наявність дефектів ливарного походження і таким чином забезпечити необхідний рівень комплексу фізико-механічних і експлуатаційних властивостей готових виробів. Досліджені робочі лопатки турбіни вентилятора (як до, так і після ГІП) за хімічним складом, структурою, механічними і жароміцними властивостями відповідають вимогам ОСТ 1 90126-85. Значення величини кута загину на досліджених лопатках перебувають в межах 98…107°. Тріщин немає. В процесі операції гарячого ізостатичного пресування відбувається «заліковування» пір і рихлот. У структурі досліджених лопаток після ГІП мікропори та рихлоти практично відсутні. Величина макрозерна в пері досліджуваної лопатки становить ~0,75...2,0 мм, що в ~2 рази менше, ніж у хвостовій частині. У структурі лопаток (як у пері, так і в хвостовику) виявлено скупчення карбонітридних частинок розміром до 16 мкм. Відстань між осями дендритів другого порядку в пері лопаток приблизно в ~1,5 рази менша, ніж у хвостовій частині.   Список літератури 1. Симс, Ч. Т. Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промыш- ленных энергоустановок: В 2-х кн. / Под ред. Ч.Т. Симса, Н.С. Столоффа, У.К. Хагеля; Пер. с англ. под ред. Р.Е. Шалина. М.: Металлургия, 1995. Кн. 1. 384 с.; Кн. 2. 384 с.2. D.V.V. Satyanarayana, N.E. Prasad. Nickel-based superalloys. Aerospace Materials and Material. Volume 1: Aerospace Materials, 2017. Рp. 199–228.3. Erickson, G. L. The Development of the CMSX-11B and CMSX-11C Alloys for Industrial Gas Turbine Application. Superalloys. 1996. P. 45–52.4. Michels, H. T., Friend W.Z. Nickel-Base Superalloys. Corrosion of Nickel and Nickel-Base Alloys. New York, 1980. P. 435–449.5. Ажажа В.М., Свердлов В.Я., Кондратов А.А. и др. Влияние условий кристаллизации на макроскопический фронт кристаллизации и структурное совершенство монокри- сталлов Ni-сплавов. Вестник ХНУ. 2007. № 781. Вып. 3 (35). С. 73–80.6. Tsivirko, É. I., Zhemanyuk, P. D., Klochikhin, V. V., Naumik, V. V., Lunev, V. V. Crystallization processes, structure and properties of castings from high-temperature nickel alloys. Metal Science and Heat Treatment. 2001. № 43 (9–10). P. 382–386.7. Галдин Н. М., Чернега Д. Ф., Иванчук Д. Ф. и др. Цветное литьё: справочник /под общ. ред. Н. М. Галдина. М.: Машиностроение, 1989. 528 с.8. Ажажа В.М, Горбенко Ю.В., Ковтун Г.П. и др. Рост монокристаллов сплава Ni-W в услови- ях высокого градиента температуры. Кристаллография. 2004, том 49, № 2. С. 382–386.9. Kuznetsov, V. P., Lesnikov, V. P., Konakova, I. P., Popov, N. A., Kvasnitskaya, Y. G. Structural and Phase Transformations in Single-Crystal Rhenium- and Ruthenium-Alloyed Nickel Alloy Under Testing For Long-Term Strength. Metal Science and Heat Treatment, 2015, 57 (7–8), стр. 503–506.10. Падалко, А. Г. Практика горячего изостатического прессования неорганических мате- риалов: монография [Teкст]. М.: ИЦК Академкнига, 2007. С. 194–23011. Klochihin V., Lysenko N. and Naumyk V. Structure and properties of heat-resistant nickel alloys castings after hot isostatic pressing / Materials Science and Technology Conference and Exhibition 2017, MS and T 2017. Volume 2 (2017). С. 1370–1374.12. Жеманюк П. Д., Клочихин В. В., Лысенко Н. И., Наумик В. В. Комплексное влияние технологических операций на структуру и свойства жаропрочного никелевого сплава ЖС3ДК-ВИ. Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2013. № 3/12 (63). С. 68–73.13.  Сабуров, В. П. Упрочняющее модифицирование стали и сплавов. Литейное производство. 1988. № 9. С. 7–8.14. Богуслаев А. В., Клочихин В. В., Лысенко Н. А. и др. Использование нанотехнологий в литейном производстве. Вестник ДГМА. 2011. № 4 (25). С. 23–28. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2023-05-29 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/correction-casting-defects-blades-zhs3dk-vi-alloy-modified-ultra 10.15407/plit2022.03.019 Casting processes; Casting processes №3 (149) 2022 Процеси лиття; Процеси лиття №3 (149) 2022 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/correction-casting-defects-blades-zhs3dk-vi-alloy-modified-ultra/32 Авторське право (c) 2023 В. В. Клочихін, О. О. Педаш, С. М. Данилов, Д. О. Тьомкін, О. О. Наумик, В. В. Наумик* https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Institution

Similar Items