CS252709B1 - Sposob zhotovenia skúšobnej tyčky pre skúšky mechanických vlastností výrobkov zo žiarupevných zliatin - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká sposobu zhotovenia skúšobnej tyčky pre skúšky mechanických vlastností výrobkov zo žiarupevných zliatin niklových alebo kobaltových s malým prierezom alebo dutých tenkostenných výrobkov, odliatej zo základného materiálu skúšaného výrobku ako mono- alebo bikryštál, vytaviteiným modelom do škrupinovej keramickej formy bez použitia jadra. Predmetom riešenia je, že na mono- alebo bikryštálovom odliatku tvaru dutej rúrky s pomerom povrchu k prierezu x = 44,33 až 31,35 sa z dvoch protilehlých stráň očištěného povrchu po celej zbývajúcej časti plochy odstráni brúsením s polomermi R = 3 milimetre časť základného materiálu, ako aj časť z keramiky vo vnútri danej rúrky do hlbky 23 až 25 % celkového prierezu s ponecháním dvoch pozdlžnych protilehlých častí stien o šírke 25 až 30 °/o celkového prierezu zhotovenej skúšobnej tyčky a po odstránení zbývajúcej keramiky vo vnútornej časti sa na činných častiach odstránia ostriny hrán.

Description

Vynález sa týká spósobu zhotovenia skúšobnej tyče pre skúšky mechanických vlastností výrobkov zo žiarupevných zliatin niklových alebo kobaltových s malým prierezom alebo dutých tenkostenných výrobkov, odlatej zo základného materiálu skúšaného výrobku vytavitelným modelom do škrupinovej keramickej formy bez použitia jadra vo formě mono- alebo bikryštálu.

Pevnostně charakteristiky materiálov liatych plných alebo dutých lopatiek ako odolnost proti tečeniu, odolnost proti únavě, pevnost v tahu, tažnost a iné vlastnosti sa v súčasnosti zistujú na plných tyčkách, vyrobených z odliatkov válcového alebo kuželového tvaru.

Problémy skúšania pevnostných charakteristik sa prejavujú obzvlášť u materiálov používaných na výrobu lopatiek plynových turbín, a to žiarupevných zliatin niklových alebo kobaltových, ktoré sa vyznačujú vel'mi zlou obrobitefnosťou.

Plné tyče, vyrobené z válcových alebo kuželových odliatkov nemajú spravidla vlastnosti blízké vlastnostiam lopatiek plných s malým prierezom alebo dutých s velmi malým prierezom. Je tomu tak preto, lebo krystalizovali iným spůsobom ako odliatky s hrubou steno-u.

Duté lopatky sa vyznačujú tiež podstatné váčšou hodnotou poměru povrchu k prierezu, ako plné tyče, čo ďalej zhoršuje modelová podobnost. Trhliny vznikajúce pri mechanickom namáhaní materiálov vychádzajú v prevážnej miere z povrchu, s výnimkou existencie velkých vnútorných porúch, t. j. nadkritickej velkosti, a preto plné tyče poskytujú vyššie hodnoty meraných vlastností.

Vžhladom k obtiažnej obrobitelnosti niklových alebo kobaltových žiarupevných zliatin je snaha vyrábať skúšobné tyče s upínacími hlavami sposobom přesného odlievania, aby sa náklady na ich výrobu snížili na minimum. Tento spósob má svoje obmedzenie. Vzniká nebezpečie tvorby trhlin za tepla v meranej dížke skúšobných tyčí, a to v důsledku obmedzeného zmršťovania pri procese chladnuti,a z lejacej teploty vo velmi tuhej a pevnej škrupinovej keramickej formě.

Uvedené nedostatky odstraňuje a technický pokrok rieši spůsob zhotovenia skúšobnej tyčky podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že na rúrke odliatej zo základného materiálu skúšaného výrobku vytavitelným modelom do škrupinovej keramickej formy bez použitia jadra ako mono- alebo bikryštálu s vytvořením hlavových častí skúšobnej tyčky na oboch jej koncoch a opatřením týchto závitom sa z dvoch protilehlých stráň po celej zbývajúcej časti plochy brúsením s polomermi R — 3 mm odstráni časť materiálu skúšobnej tyčky ako aj časť z keramiky vo vnútri rúrky do hlbky 23 až 25 % celkového prierezu s ponecháním dvoch pozdlžnych protilahlých častí stien rúrky o šírke 25 až 30 % celkového prierezu skúšobnej tyčky a kde po odstránení zbývajúcej keramiky vo vnútornej časti sa na činných častiach skúšobnej tyčky odstránia ostriny hrán. Poměr povrchu dutej rúrky k prierezu x — = 44,33 až 31,35.

Výroba východiskového polotovaru pre zhotovenie skúšobnej tyčky s,a může robit přesným odlievaním buď procesom riadenej kryštalizácie, alebo aj bez, takže séria tyčiek v počte 20 kusov sa může urobit' v jednom pracovnom cykle.

Z hladiska modelovej podobnosti poskytuje skúšobná tyčka, zhotovená spůsobom podlá vynálezu reálne hodnoty meraných parametrov týkajúcich sa vlastností dutých alebo plných lopatiek s velmi malým prierezom, čo umožní spolahlivejšle odhadnúť životnost výrobkov. Pri procese chladnutia dutého polotovaru v tvare rúrky, určeného na výrobu dutej skúšobnej tyčky nfemůže nastat výrazné brzdenie pri zmršfovaní odliatku v škrupinovej keramickej formě ,a výrobná tyčka neobsahuje trhliny za tepla, čo sú podstatné význaky vyššieho účinku. Ďalšou výhodou je jednoduchá defektoskopické kontrola vnútorného povrchu skúšobného telieska, čo podstatné ovplyvňuje aj spolahlivosť pri určovaní vlastností materiálov dutých lopatiek.

Okrem spolehlivosti vžhladom na modelová podobnost má takýto tvar odliatku skúšobného telieska celý rad výhod aj pokial ide o jeho výrobu. Odpadne problém výroby jadra s vysokým nárokom na jeho úžitkovú hodnotu ako aj problém so zalisovaním jadra do voskového modelu a s odstraňováním tohoto z odliatku obtiažnym luhováním a pod. Dá sa vyrobit stená odliatku vyžadovanej hrůbky ako simulácia hrůbky prierezu modelovej lopatky. Dá sa skúšať ekvivalentná hrúbka steny dutej lopatky alebo listu plnej lopatky.

Na pripojenom výkrese, obr. 1, je v náryse znázorněná skúšobná tyčka v dvoch pohladoch, s ekvivalentným prierezom rovnajúcim sa prierezu plnej tyčky o priemere 4 mm.

Obr. 2 znázorňuje v řeze převedený model a rozměrové úpravy pri postupe zhotovenia skúšobnej tyčky.

Příklad

Spůsobom a konštrukčnými úpravami podlá vynálezu bola zhotovená skúšobná tyčka, přesným odlievaním s využitím vytavitelného modelu, zo žiarupevnej niklovej zliatiny, určenej na výrobu lopatiek spalovacích turbín. Hrúba steny rúrky 2 mm, priemer 12 mm, dížka 60 mm. Pri odlievaní nebolo použité keramické jádro. Po odstránení keramiky na vonkajšom povrchu rúrky sa na obidvoch koncoch nařezal závit M12 na dlžke 15 mm. Brúsením sa z rúrky odstránila časť materiálu „A“ a z keramiky vo vnútri rúrky časť „B“, ako je to znázorněné na obr.

2. Obidve časti materiálu a keramiky boli odbrúsené v rozsahu po dlžke 30 mm s polomermi R = 3 mm a do híbky 2,86 mm podlá predchádzajúcich výpočtov a zo skúseností na ověřovaných skúšobných telieskach. Odstránila sa zvyšná keramika vo vnútri tyčky, ktorá sa brúsením značné narušila, takže na jej odstránenie stačilo jednoduché poklepáme kladivom. Na koniec sa tyčka očistila od ostrín na hranách a použila priamo bez dalšieho opracovania povrchu na skúšanie mechanických vlastností výrobkov zhotovených z toho istého materiálu. Skúšobné pod9 mienky: Pri teplote 900 °C a vonkajšom zatažení 300 MPa creepovej skúšky sa sledoval čas do porušenia. Hodnoty času do porušenia, získané na monokryštálovej tyčke podfa obr. 1 sa pohybovali v rozsahu 3- až 5-krát vyššom ako na tyčkách s polykryštálovou štruktúrou známých tvarov. Modelová zhoda sa vztahovala na rovnakú veíkosť prierezu tyčiek s kruhovým prierezom a prierezom podfa obr. 1.

Hodnoty ťažnosti sa dosiahli 3- až 4-krát vyššie ako u tyčky s polykryštálovou štruktúrou běžného použitia.

Claims (2)

1. PREDMET

   Spósob zhotovenia skúšobnej tyčky pre skúšky mechanických vlastností výrobkov zo žiarupevných zliatin niklových alebo kobaltových s malým prlerezom alebo dutých tenkostěnných výrobkov odliatej zo základného materiálu skúšaného výrobku vytavitefným modelom do škrupinovej keramickej formy bez použitia jadra, s vytvořením hlavových častí skúšobnej tyčky na oboch jej koncoch, ktoré sú opatřené závitom, vyznačujúci sa tým, že na mono- alebo bikryštálovom odliatku tvaru dutej rúrky s pomerom povrchu k prierezu x = 44,33 až 31,35 sa z dvoch protilehlých stráň očištěného povrchu po celej zbývajúcej časti plochy odstráni brúsením s polomermi R = 3 mm časť základného materiálu ako aj časť z keramiky vo vnútri danej rúrky do hlky 23 až 25 % celkového prierezu s ponecháním dvoch pozdížnych protilehlých častí stien o šírke 25 až 30 % celkového prierezu zhotovenej skúšobnej tyčky a po odstránení zbývajúcej keramiky vo vnútornej časti sa na činnej časti odstránia ostriny hrán.