IV. Сложнолегированные сплавы для горячего изостатического прессования (гип).

Наиболее перспективной технологией изготовления полуфабрикатов из современных высоколегированных жаропрочных никелевых сплавов является металлургия гранул, заключающаяся в получении микрослитков - гранул размером с большой скоростью охлаждения при кристаллизации и их последующем ГИП. Основным преимуществом этой технологии является возможность использования для изготовления деталей ГТД сложной формы наиболее сложнолегированных сплавов (диски, жаровые трубы и др.), а также для деталей ГТД нового поколения повышенной тяги.

Формирование структуры, а следовательно, механических и эксплуатационных свойств изделий из гранулируемых сплавов происходит в основном в процессах ГИП и последующей термической обработки. При этом диапазон варьирования температуры ГИП весьма ограничен, что в значительной мере снижает возможности управления структурой.

Наиболее распространенными ТМ изготовления полуфабрикатов из современных жаропрочных никелевых сплавов являются:

1. Геторайзинг. Разработан фирмой «Пратт - Уитни» и включает в себя следующие технологические операции (ТО):

а) получение ГИП компактной заготовки;

б) прессование заготовки на пруток;

в) штамповка в изотермических условиях;

2. Метод ГИП + деформация (разработка проф. А.Г. Братухина совместно с учеными ВИЛСа и ВИАМа):

а) получение ГИП компактной заготовки;

б) штамповка заготовки.

Достоинства метода ГИП + деформация:

1) Использование различных механизмов рекристаллизации;

2) Эффективное воздействие на границы гранул;

3) Получение требуемой зеренной структуры;

4) Повышение комплекса механических свойств.

Типы структуры после деформации компактной заготовки:

1. Создание материала с регламентированной зеренной структурой по сравнению с размерами зерна ГИП:

а) Более мелкое, что приводит к получению повышенных значений прочности и малоцикловой усталости при рабочих температурах ;

б) Более крупное, что позволяет повысить жаропрочность при ;

2. Создание в сплавах так называемой структуры типа «ожерелье», определяющей повышенный комплекс всех механических свойств.

В ВИАМе и ВИЛСе разработаны параметры термомеханической обработке, позволяющие получить в деформированных гранульных заготовках сплавов типа ЭП962П и ЭП741МП как мелкозернистую структуру, так и структуру типа «ожерелье».

Кроме того, в ВИЛСе были созданы опытно-промышленная и промышленная линии металлургии гранул, на которых с 1982г. начат серийный выпуск дисков из нового жаропрочного никелевого сплава ЭП741НП с повышенной длительной прочностью для двигателей ПС-90, ТВ-117, ВД-33 и др.

Для жаровых труб и других деталей создан новый структурно-стабильный гомогенный свариваемый сплав ВЖ145, ремонтоспособный, нечувствительный к острым надрезам.

В последние годы наряду с развитием металлургии гранул разрабатываются новые ТП получения дисков сложной конфигурации из новых труднодеформируемых высокожаропрочных никелевых сплавов типа ЭП962ПД, ЭК79ПД и ЭК151ПД на вертикальных прессах с использованием структурной сверхпластичности, прессованной заготовки, что позволяет значительно улучшить деформируемость сплавов.