СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФЛАНЦА ГАЗООТВОДОВ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОЙ СТАЛИ АУСТЕНИТНОГО КЛАССА 12Х18Н9ТЛ ДИАМЕТРОМ 500-2500 ММ Российский патент 2022 года по МПК B22D7/00 C21D1/18 

Изобретение относиться к области металлургии и обработки металлов и сплавов, а именно к получению изделий из отливок литьевых жаропрочных легированных с особыми свойствами коррозионностойких аустенитного класса сталей для изготовления фланцев газоотводов газотурбинных двигателей газоперекачивающих агрегатов, диаметром от 500 до 2500 мм, работающих в условиях предельных нагрузок при рабочих температурах выше 700°С [B21K 1/00, B21K 1/16].

Из уровня техники известен СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИСКОВ ИЗ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ [SU 1637360 A1, опубл. 15.11.1994], включающий предварительную деформацию прессованием (экструзией) на пруток со степенью деформации 65-75%. Предварительная деформация протекает при температуре ниже Т.п.р. γ' на 60-80°С. с последующей подпрессовкой в закрытом контейнере со степенью деформации 35-50% при температуре ниже Т.п.р. γ' на 60-80°С. Окончательную деформацию производят совмещением осадки и штамповки при температуре ниже Т.п.р. γ' на 40-60°С. Степенью деформации 75-85%; термическую обработку, состоящую из предварительного отжига при температуре ниже Т.п.р. γ' на 100-130°С; обработки на твердый раствор при температуре в интервале Т.п.р. γ'±10°С с регламентированным охлаждением и последующего старения.

Недостатком известного способа является необходимость применения сложного энергоемкого оборудования, высокая трудоемкость и длительность многоразовых операций подпрессовки (осадки в закрытом контейнере) для увеличения поперечного сечения заготовки.

Наиболее близким по технической сущности является СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ЖАРОПРОЧНОГО НИКЕЛЕВОГО СПЛАВА [RU 2285736 C1, опубл.: 20.10.2006], включающий предварительную деформацию заготовки путем осадки за два или более раза, окончательную деформацию и термическую обработку, отличающийся тем, что при предварительной деформации заготовки первую осадку осуществляют в закрытом контейнере, а при следующей осадке на нагретую до температуры деформации Тдеф. заготовку устанавливают технологическое металлическое кольцо, имеющее температуру (0,02-0,5)Тдеф., и осуществляют свободную осадку в штамповом инструменте, нагретом до температуры деформации.

Основными техническими проблемами прототипа являются трудоемкость получения изделий и недостаточная однородность структуры в получаемых изделиях, конструктивно сложная, следовательно, дорогая оснастка, процесс технического контроля требует значительных затрат времени, что приводит к увеличению длительности выпуска готовых изделий.

Задачей изобретения является устранение недостатков аналогов.

Технический результат изобретения заключается в снижении трудозатрат и сокращению времени при изготовлении фланцев для газотурбинных двигателей газоперекачивающих агрегатов, диаметром от 500 до 2500 мм работающих в условиях предельных нагрузок при рабочих температурах выше 700°С.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ изготовления фланцев газоотводов газотурбинных двигателей газоперекачивающих агрегатов из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса 12Х18Н9ТЛ диаметром 500-2500 мм, включающий получение из расплава коррозионно-стойкой стали аустенитного класса 12Х18Н9ТЛ отливки, близкой к требуемой форме и соотношению в размерах к готовому фланцу 1,15:1, которую затем подвергают отпуску в термической печи при температуре 280°С в течение 8-12 часов и производят механическую обработку до установленных размеров.

В частности, отливку изготавливают литьем в форму.

В частности, отливку изготавливают центробежным литьем.

В частности, отливку изготавливают литьем в кокиль.

В частности, отливку изготавливают литьем в песчаную форму.

Осуществление изобретения.

В предложенном варианте способ изготовления фланцев газоотводов газотурбинных двигателей газоперекачивающих агрегатов осуществляется следующим образом.

Первоначально из листовой фанеры, пластика или металла изготавливают многоразовую модельную оснастку, в которой формируют отливную форму с использованием облицовочной холодно-твердеющей смеси из хромового песка. При этом соотношение толщины получаемой в форме отливки к готовому фланцу составляет 1,15:1. Далее в полученную форму заливают расплав жаропрочной легированной с особыми свойствами коррозионностойкой аустенитного класса стали 12Х18Н9ТЛ.

После остывания (до какой температуры) полученную отливку отпускают в термической печи при температуре 280°С в течение 8-12 часов. После отпуска полученную отливку подвергают механической обработке на портальном обрабатывающем станке с ЧПУ до установленных размеров.

В альтернативных вариантах реализации предложенного способа, отливки фланцев получают путем центробежного литья или литья в кокиль.

Проведенные автором моделирования получаемых предложенным способом отливок в ПО SolidWorks показали, что коэффициент искажения отливок составил не более 5,59.

Указанный технический результат снижение трудозатрат и сокращение времени при изготовлении фланцев для газотурбинных двигателей газоперекачивающих агрегатов, диаметром от 500 до 2500 мм работающих в условиях предельных нагрузок при рабочих температурах выше 700°С достигается за счет изготовления отливки из коррозионностойкой аустенитного класса стали 12Х18Н9ТЛ при соотношении толщины отливки к готовому фланцу 1,15:1 с последующей механической обработкой, что существенно сокращает времени на изготовление готового изделия по сравнению с известными ранее способами изготовления фланцев подобного типа.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению изделий из отливок литейных жаропрочных легированных с особыми свойствами коррозионно-стойких сталей аустенитного класса для изготовления фланцев газоотводов газотурбинных двигателей газоперекачивающих агрегатов диаметром от 500 до 2500 мм, работающих в условиях предельных нагрузок при рабочих температурах выше 7000 °С. Способ изготовления фланца газоотводов газотурбинных двигателей газоперекачивающих агрегатов из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса 12Х18Н9ТЛ диаметром 500-2500 мм включает получение из расплава коррозионно-стойкой стали аустенитного класса 12Х18Н9ТЛ отливки, близкой к требуемой форме и соотношению в размерах к готовому фланцу 1,15:1, которую затем подвергают отпуску в термической печи при температуре 280 °С в течение 8-12 часов и производят механическую обработку до установленных размеров. Обеспечивается однородная структура в получаемых в конструктивно сложных изделиях, а также сокращение времени при изготовлении фланцев для газотурбинных двигателей газоперекачивающих агрегатов, диаметром от 500 до 2500 мм, работающих в условиях предельных нагрузок при рабочих температурах выше 7000 °С. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ изготовления фланца газоотводов газотурбинных двигателей газоперекачивающих агрегатов из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса 12Х18Н9ТЛ диаметром 500-2500 мм, включающий получение из расплава коррозионно-стойкой стали аустенитного класса 12Х18Н9ТЛ отливки, близкой к требуемой форме и соотношению в размерах к готовому фланцу 1,15:1, которую затем подвергают отпуску в термической печи при температуре 280°С в течение 8-12 часов и производят механическую обработку до установленных размеров.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отливку изготавливают литьем в форму.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отливку изготавливают центробежным литьем.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отливку изготавливают литьем в кокиль.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отливку изготавливают литьем в песчаную форму.