OPTIMALIZACE TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ ODLITKŮ ZE SLITINY IN 738 LC

Podobné dokumenty
MECHANICKÉ VLASTNOSTI A STRUKTURNÍ STABILITA LITÝCH NIKLOVÝCH SLITIN PO DLOUHODOBÉM ÚČINKU TEPLOTY

VÝZKUM MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ A STRUKTURNÍ STABILITY SUPERSLITINY NA BÁZI NIKLU DAMERON. Karel Hrbáček a

a UJP PRAHA a.s., Nad Kamínkou 1345, Praha Zbraslav, b PBS Velká Bíteš a.s. Vlkovská 279, Velká Bíteš,

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ, MECHANICKÉ VLASTNOSTI A STRUKTURNÍ STABILITA PERSPEKTIVNÍCH LITÝCH NIKLOVÝCH SUPERSLITIN

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA MECHANICKÉ VLASTNOSTI A VYSOKOTEPLOTNÍ STABILITU NIKLOVÉ SLITINY IN 792 5A

DEGRADACE STRUTURY A MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SLITINY LVN13 DLOUHODOBÝM ÚČINKEM TEPLOTY

OPTIMALIZACE REŽIMU TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ PRO ZVÝŠENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SLITINY ALSI9Cu2Mg

VLASTNOSTI NiCrW SLITIN BĚHEM DLOUHODOBÉHO ŽÍHÁNÍ. PROPERTIES OF NiCrW ALLOYS DURING LONG-RUN HIGH- TEMPERATURE ANNEALING

VÝVOJ TECHNOLOGIE PŘESNÉHO LITÍ ČÁSTÍ ZE SUPERSLITIN, POUŽÍVANÝCH VE SKLÁŘSKÉM PRŮMYSLU.

VÝZKUM A VÝVOJ TECHNOLOGIE PŘESNÉHO LITÍ OBĚŽNÝCH KOL A STATOROVÝCH ČÁSTÍ TURBODMYCHADEL NOVÉ GENERACE

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ NIKLOVÝCH SUPERSLITIN HEAT TREATMENT OF HIGH-TEMPERATURE NICKEL ALLOYS. Božena Podhorná a Jiří Kudrman a Karel Hrbáček b

PODSTATA VYSOKOTEPLOTNÍ STABILITY Ni-Cr-W-C SLITIN. THE NATURE OF HIGH-TEMPERATURE HEAT RESISTANCE OF Ni-Cr-W-C ALLYS

SMA 2. přednáška. Nauka o materiálu NÁVRHY NA OPAKOVÁNÍ

INFLUENCE OF TEMPERING ON THE PROPERTIES OF CAST C-Mn STEEL AFTER NORMALIZING AND AFTER INTERCRITICAL ANNEALING. Josef Bárta, Jiří Pluháček

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI VYSOCEPEVNÉ NÍZKOLEGOVANÉ OCELI. David Aišman

Využítí niklových superslitin příklady výzkumu a výroby v ČR

HLINÍK A JEHO SLITINY

VÝVOJ TECHNOLOGIE PRESNÉHO LITÍ LOPATEK PLYNOVÝCH TURBÍN DEVELOPMENT OF PRECISE CASTING TECHNOLOGY FOR GAS TURBINE BLADES

VLIV OBSAHU NIKLU NA VLASTNOSTI LKG PO FERITIZAČNÍM ŽÍHÁNÍ EFFECT OF THE CONTENT OF NICKEL ON DI PROPERTIES AFTER FERRITIZATION ANNEALING

Doba žíhání [h]

VYHODNOCENÍ STRUKTURY ODLITKŮ PŘIPRAVENÝCH METODOU VYTAVITELNÉHO MODELU S VYUŽITÍM NUMERICKÉ SIMULACE

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ. Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu

VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ

PRASKÁNÍ VRTÁKŮ PO TEPELNÉM ZPRACOVÁNÍ Antonín Kříž

5.0 ZJIŠŤOVÁNÍ FÁZOVÝCH PŘEMĚN

Charakteristika. Vlastnosti. Použití NÁSTROJE NA TLAKOVÉ LITÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ZA TEPLA VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ

Strukturní charakteristiky hořčíkové slitiny AZ91. Structure of Magnesium Alloy AZ91.

METALOGRAFIE II. Oceli a litiny

VLASTNOSTI TITANOVÝCH BETA SLITIN VHODNÝCH PRO UŽITÍ V HUMÁNNÍ MEDICÍNĚ. PROPERTIES OF TITANIUM BETA ALLOYS SUITABLE FOR USE IN HUMAN MEDICINE

VLASTNOSTI A MIKROSTRUKTURA LITÝCH NIKLCHRÓMOVÝCH SLITIN LEGOVANÝCH WOLFRAMEM A UHLÍKEM

DEGRADACE STRUKTURY A VLASTNOSTÍ NÍZKOLEGOVANÝCH OCELÍ DLOUHODOBÝM ÚČINKEM TEPLOTY

ZKOUŠKY MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ DOMEX 700MC

Praktické poznatky z využití lisovaných filtrů Pyral 15 při filtraci hliníkových odlitků

Číselné označování hliníku a jeho slitin dle ČSN EN 573 1:2005 ( )

Kvantifikace strukturních změn v chrom-vanadové ledeburitické oceli v závislosti na teplotě austenitizace

Precipitace. Změna rozpustnosti je základním předpokladem pro precipitační proces

STRUKTURA A VLASTNOSTI LISOVANÝCH TYČÍ ZE SLITINY CuAl10Ni5Fe4 STRUCTURE AND PROPERTIES OF PRESSED RODS FROM CuAl10Ni5Fe4 ALLOY

Posouzení stavu rychlořezné oceli protahovacího trnu

HODNOCENÍ VLASTNOSTÍ VÝKOVKŮ ROTORŮ Z OCELI 26NiCrMoV115

PROBLEMATICKÉ SVAROVÉ SPOJE MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ Jana Martínková, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

CSM 21 je označení ROBERT ZAPP WERKSTOFFTECHNIK GmbH 0,02 % 15,00 % 4,75 % 3,50 %

OPTIMÁLNÍ POSTUPY TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ MATERIÁLŮ PRO PRÁCI ZA TEPLA. Jiří Stanislav

ANALÝZA CREEPOVÝCH ZKOUŠEK SLITINY IN 792-5A CREEP PROPERTIES/TEST ANALYSIS OF IN 792-5A ALLOY. Jiří Zýka a Karel Hrbáček b Václav Sklenička c

ŽÍHÁNÍ. Tepelné zpracování kovových materiálů

Požadavky na nástroj při stříhání. Charakteristika. Použití STRUKTURA CHIPPER / VIKING

ŽÍHÁNÍ 1. ŽÍHÁNÍ OCELÍ

VLIV OBSAHU HLINÍKU NA VLASTNOSTI HOŘČÍKOVÝCH SLITIN PŘI ODLÉVÁNÍ DO BENTONITOVÝCH A FURANOVÝCH FOREM

VYSOCEPEVNÉ HLINÍKOVÉ SLITINY SE ZLEPŠENÝMI SLÉVÁRENSKÝMI VLASTNOSTMI

Díly forem. Vložky forem Jádra Vtokové dílce Trysky Vyhazovače (nitridované) tlakové písty, tlakové komory (normálně nitridované) V 0,4

VLIV VODÍKU NA MATERIÁLOVÉ A STRUKTURNÍ VLASTNOSTI OCELI CM 5 (ČSN )

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ PM-NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM Markéta Pavlíčková, Dalibor Vojtěch, Jan Šerák, Luboš Procházka, Pavel Novák a Peter Jurči b

MECHANICKÉ VLASTNOSTI A VELIKOST ZRNA MIKROLEGOVANÝCH LITÝCH OCELÍ MECHANICAL PROPERTIES AND GRAIN SIZE IN MICROALLOYED CAST STEELS

Vliv mikrolegování oceli dle ČSN na mechanické vlastnosti. Ludvík Martínek, Martin Balcar, Pavel Fila, Jaroslav Novák, Libor Sochor

- zabývá se pozorováním a zkoumáním vnitřní stavby neboli struktury (slohu) kovů a slitin

CREEP AUSTENITICKÉ LITINY S KULIČKOVÝM GRAFITEM CREEP OF AUSTENITIC DUCTILE CAST IRON

Tváření,tepelné zpracování

Hliník a slitiny hliníku

Superslitiny (Superalloys)

ŽELEZO A JEHO SLITINY

VÝZKUM MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SVAROVÝCH SPOJŮ MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ T24 A P92. Ing. Petr Mohyla, Ph.D.

VLIV REAKTOROVÉHO PROSTŘEDl' NA ZKŘEHNUTI' Cr-Mo-V OCELI

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

VLASTNOSTI PM SLITINY AlCr6Fe2Ti S VYSOKOU TEPELNOU STABILITOU. PROPERTIES OF PM AlCr6Fe2Ti ALLOY WITH HIGH THERMAL STABILITY

ASTM A694 F60 - TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI ASTM A694 F60 HEAT TREATMENT AND MECHANICAL PROPERTIES

VŠB Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical engineering, 17. Listopadu 15, Ostrava Poruba, Czech Republic

Vlastnosti. Charakteristika. Použití FYZIKÁLNÍ HODNOTY VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ MECHANICKÉ VLASTNOSTI HOTVAR

FÁZOVÉ PŘEMĚNY. Hlediska: termodynamika (velikost energie k přeměně) kinetika (rychlost nukleace a rychlost růstu = celková rychlost přeměny)

Analýza vad odlitků víka diferenciálu. Konference studentské tvůrčí činnosti STČ 2008

VLASTNOSTI RYCHLE ZTUHLÝCH PRÁŠKŮ NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM

Oceli k zušlechťování Část 2: Technické a dodací podmínky pro nelegované oceli

VLIV PARAMETRŮ LASEROVÉHO POVRCHOVÉHO ZPRACOVÁNÍ NA MIKROSTRUKTURU OCELÍ

VYSOKOTEPLOTNÍ CREEPOVÉ VLASTNOSTI SLITINY Fe31Al3Cr S PŘÍSADOU Zr. HIGH TEMPERATURE CREEP PROPERTIES Fe31Al3Cr ALLOY WITH Zr ADITIVE

Hodnocení opotřebení a změn tribologických vlastností brzdových kotoučů

Konstrukční, nástrojové

1. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

Tepelné a chemickotepelné zpracování slitin Fe-C. Žíhání, kalení, cementace, nitridace

Svařitelnost vysokopevné oceli s mezí kluzu 1100 MPa

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ Ústav materiálového inženýrství - odbor slévárenství

VLASTNOSTI TEPELNĚ ZPRACOVANÝCH SOUČÁSTÍ Z BERYLIOVÉHO BRONZU. Kříž Antonín 1) Schmiederová Iva 2) Kraus Václav 2)

OBSERVATION OF KINETICS OF STRUCTURAL CHANGES DURING LONG-TERM ANNEALING OF TRANSITIONAL WELDS ON P91 STEEL

PROVĚŘENÍ VLIVU SMĚROVÉ KRYSTALIZACE NA VLASTNOSTI Ni 3 Al. VŠB TU Ostrava, třída 17. listopadu, Ostrava Poruba

POPIS NOVÝCH STRUKTURNÍCH FÁZÍ A JEJICH VLIV NA VLASTNOSTI CÍNOVÉ KOMPOZICE STANIT

ÚNAVOVÉ CHOVÁNÍ NIKLOVÉ SUPERSLITINY INCONEL 738LC ZA POKOJOVÉ TEPLOTY FATIGUE BEHAVIOUR OF NICKEL BASE SUPERALLOY INCONEL 738LC AT ROOM TEMPERATURE

COMTES FHT a.s. R&D in metals

MECHANICKÉ A NĚKTERÉ DALŠÍ CHARAKTERISTIKY PLECHŮ Z OCELI ATMOFIX B (15127, S355W) VE STAVU NORMALIZAČNĚ VÁLCOVANÉM

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

DEGRADACE MATERIÁLOVÝCH VLASTNOSTÍ OCELI A PŘÍČINY VZNIKU TRHLIN VYSOKOTLAKÝCH PAROVODŮ

I.) Nedestruktivní zkoušení materiálu = návštěva laboratoří nedestruktivního zkoušení a seznámení se se základními principy jednotlivých metodik.

, Hradec nad Moravicí POLYKOMPONENTNÍ SLITINY HOŘČÍKU MODIFIKOVANÉ SODÍKEM

PLASTICKÉ VLASTNOSTI VYSOKOPEVNOSTNÍCH MATERIÁLŮ DĚLENÝCH NESTANDARDNÍMI TECHNOLOGIEMI

HODNOCENÍ MIKROSTRUKTURY A VLASTNOSTÍ ODLITKŮ ZE SLITINY AZ91HP EVALUATION OF MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF SAND CAST AZ91HP MAGNESIUM ALLOY

Použití. Části formy V 0,9. Části nástroje. Matrice Podpěrné nástroje, držáky matric, pouzdra, lisovací podložky,

HODNOCENÍ ROZDÍLNÝCH REŽIMŮ PŘI PROCESU SPALOVÁNÍ

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Metalurgie vysokopevn ch ocelí

STRUKTURNÍ STABILITA A VLASTNOSTI SVAROVÝCH SPOJŮ OCELI T24

Petr Kubeš. Vedoucí práce: Prof. Ing. Petr ZUNA, CSc. D. Eng. h.c. Konzultant: Ing. Jakub HORNÍK, Ph.D.

42 28XX nízko středně legované oceli na odlitky odlévané jiným způsobem než do pískových forem 42 29XX vysoko legované oceli na odlitky

Rozdělení ocelí podle použití. Konstrukční, nástrojové

Transkript:

OPTIMALIZACE TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ ODLITKŮ ZE SLITINY IN 738 LC B. Podhorná a J. Kudrman a K. Hrbáček b a) ŠKODA-ÚJP, PRAHA,a.s., Nad Kamínkou 1345, 156 10 Praha-Zbraslav, ČR b) PBS VELKÁ BÍTEŠ, a.s., Vlkovská 279, 595 12 Velká Bíteš, ČR Optimization of the heat treatment of IN 738 LC alloy castings The programme was aimed at gaining a deeper insight into phenomena and processes occurring in the IN 738 LC nickel alloy during the various stages of heat treatment. Based on structural analysis and mechanical property measurements, the temperatures, isothermal heating periods, and heating and cooling regimes during the heat treatment of the alloy were optimized. Hardening was found to be most efficient if the dissolution annealing at 1120 C to 1145 C was followed by cooling in air and, subsequently, by hardening at 820 C to 845 C. Plastic properties can be improved if cooling in the furnace is included to follow the dissolution annealing. Although the strength is lower if this procedure is applied, the strength is satisfactory with respect to the guaranteed properties of the alloy. The mechanical properties of the alloy can be improved by casting in argon or by isostatic pressing (HIP) of the castings. Reducing the occurrence of microscopic casting defects to a minimum, such procedures bring about a slight improvement of mechanical properties of the alloy. The following heat treatment mode was proposed as optimal with respect to the guaranteed properties of the castings: 1120 C to 1140 C / 2 h / furnace + 820 C to 840 C / 24 h / air. 1. ÚVOD V oblasti tepelného zpracování superslitin existuje určitý konzervatizmus a režimy tepelného zpracování jsou často ovlivňovány dlouhodobou zkušeností a vypracovány na empirických základech. Optimalizace výsledných vlastností těchto slitin je však možná pouze na základě podrobného studia struktury a mechanických vlastnosti během teplotních cyklů modelujících tepelné zpracování. Cílem experimentálního programu bylo poznat strukturní děje probíhající ve slitině IN 738 LC během jednotlivých fází tepelného zpracování a na základě strukturní analýzy a měření mechanických vlastností optimalizovat teploty a doby ohřevu v jednotlivých stupních zpracování. Byl připraven soubor vzorků (tab. 1) umožňující oddělit jednotlivé stupně zpracování a posoudit vliv teploty. Způsobu ochlazení a výdrže na teplotě ne struktur a vlastnosti slitiny. Na základě mikrostrukturní analýzy pak byly připraveny varianty tepelného zpracování a ověřovány výsledné mechanické vlastnosti. 2. EXPERIMENTÁLNÍ PROGRAM Předepsané chemické složení slitiny IN738LC v %hm je následující: 0,09 0,13 C, max. 0,20 Mn, max. 0,30 Si, max. 0,015 P, max. 0,015 S, 3,2 3,7 Al, 0,007 0,012 B, 15,7 16,3 Cr, max. 0,10 Cu, max. 0,35 Fe, 1,5 2,0 Mo, 0,60 1,10 Nb, 1,5 2,0 Ta, 3,2 3,7 Ti, 2,4 2,8 W, 0,03 0,08 Zr. Maximální přípustné číslo elektronových vakancí je 2,36. Odlitky z této slitiny jsou odlévány ve vakuu. Doporučené tepelné zpracování odlitků je rozpouštěcí žíhání 1120 + 15 C / 2 h/vzduch + stárnutí 845 + 15 C/24h/vzduch.

Tabulka 1. Varianty tepelného zpracování slitiny IN738LC Program Označení vzorku Rozpouštěcí žíhání [ C/h/způsob ochlazení] Vytvtrzování slitiny [ C/h/způsob ochlazení] Základní stav 0 Stav po odlití 392 Rozpouštění fází 1 900/2/voda 366 během ohřevu 2 1000/2/voda 349 3 1050/2/voda 4 1050/2/voda (opakov. TZ) 341 5 1100/2/voda 387 6 1120/2/voda 393 7 1150/2/voda 421 8 1150/2/voda (opakov.tz) 9 1180/2/voda 445 10 1120/2/vzduch 438 11 1150/2/vzduch 455 12 1150/2/pec 414 Kinetika vytvrzování 13 1150/2/pec 370 14 1120/2/pec 800/24/vzduch 381 15 1120/2/pec 825/24/vzduch 383 16 1120/2/pec 850/2/vzduch 372 17 1120/2/pec 850/4/vzduch 367 18 1120/2/pec 850/8/vzduch 368 19 1120/2/pec 850/16/vzduch 360 20 1120/2/pec 850/24/vzduch 353 21 1120/2/pec 850/32/vzduch 366 22 1120/2/pec 875/24/vzduch 343 23 1120/2/pec 900/24/vzduch 335 Tvrdost HV10 Cílem experimentu bylo poznat strukturní děje probíhající během ohřevu slitiny ze stavu po odlití do teplot rozpouštěcího žíhání a dále poznat kinetiku vylučování fáze γ / během následného vytvrzovacího žíhání. Pro tyto účely byla odlita tavba slitiny IN738LC a připraveny vzorky pro metalografické sledování mikrostruktur. Tyto vzorky byly podrobeny různým variantám tepelného zpracování (tab. 1), které měly definovat strukturní stavy a jejich změny při ohřevu, po rozpouštěcím žíhání a během vytvrzování. Z takto zpracovaných vzorků byly připraveny metalografické výbrusy. Na těchto výbrusech pak byly sledovány mikrostrukturní stavy a jejich změny v souvislosti s teplotou a dobou ohřevu. U všech sledovaných vzorků byla měřen tvrdost HV10 a vyhodnocovány její změny. Hodnoty tvrdosti uvedené v tabulce 1 jsou průměrem z pěti měření na vzorku. 3. ROZBOR STRUKTURNÍCH DĚJŮ PŘI TEPELNÉM ZPRACOVÁNÍ Kinetika rozpouštěcího žíhání byla sledována mezi teplotami 900 až 1180 C. Po dvou hodinách žíhání při příslušné teplotě byly vzorky kaleny do vody, připraven metalografický výbrus a na vyleštěné ploše měřena tvrdost. V oblasti stability fáze γ / vyvolalo žíhání zhrubnutí částic, což se projevilo poklesem tvrdosti. Tento trend je patrný až do teploty 1050 C (obr. 1). Při vyšších teplotách pak již převažuje rozpouštění částic této fáze. I přes velmi rychlé ochlazení zakalením vzorků, nelze opětné vylučování jemných částic fáze γ /.

Tvrdost HV 450 350 Obr. 1. Změny tvrdosti HV10 s teplotou rozpouštěcího žíhání vých.stav 1000 1100 1150 900 1050 1120 1180 Teplota [ C] tepelná kapacita vzorků větší, ochlazení probíhá v delším časovém intervalu a vylučuje se větší počet částic. To vede k opětnému nárůstu tvrdosti. Dalším krokem bylo sledování vlivu rychlosti ochlazování (obr. 2). Je zřejmé, že při volném chladnutí na vzduchu dochází k maximálnímu vytvrzení slitiny fází γ /. Při pomalém chladnutí v peci již vyloučené částice hrubnou a výsledná tvrdost slitiny je podstatně nižší. Tento efekt je výraznější při vyšších teplotách rozpouštěcího žíhání. Tvrdost Hv Tvrdost HV 450 350 250 380 360 340 320 Obr. 2. Vliv ochlazovacího prostředí na změny tvrdosti voda vzduch pec vzduch voda pec voda Typ ochlazovacího prostředí 1120 C 1150 C 1180 C Obr. 3. Vliv teploty vytvrzení na tvrdost 800 820 840 860 880 900 Teplota [ C] Třetím krokem analýzy tepelného zpracování slitiny IN 738 LC bylo sledování vlivu teploty a doby vytvrzování. Jako standardní doba vytvrzení bylo voleno 24 h. Vytvrzení bylo zařazeno po rozpouštěcím žíhání 1120 C/2 h s následným chladnutím v peci. Naměřené tvrdosti ukazují, že maximálních hodnot je dosahováno v oblasti teplot 800 až 820 C. Při vyšších teplotách vytvrzení již dochází k mírnému hrubnutí částic fáze γ / a tvrdost postupně klesá (obr. 3). Ukazuje se, že k největším změnám tvrdosti dochází během prvních dvou hodin žíhání (obr. 4). Výsledky měření tvrdosti ukázaly, že minimální teplota žíhání při které bezpečně dochází k rozpuštění částic fáze γ / je 1120 C. Pro stav slitiny po tomto žíhání je rozhodující rychlost, resp. způsob ochlazení. Vzhledem k tomu, že u slitiny IN 738 LC lze relativně snadno dosáhnout požadovaných hodnot pevnostních charakteristik, je hlavní problém v dosahovaní potřebných parametrů plasticity, která je obecně velmi malá. Z tohoto pohledu je příznivější ochlazování v peci, které vede k nižším hodnotám tvrdosti a tudíž je možno očekávat příznivější plastické vlastnosti. Během vytvrzovacího žíhání je možno ovlivňovat tvrdost v menší míře, a to zejména teplotou rozpouštěcího žíhání. Vliv doby žíhání je malý. Pouze během prvních dvou hodin žíhání pravděpodobně dochází k rychlému rozpouštění nebo hrubnutí jemných částic fáze γ / dodatečně vyloučených při nižších teplotách během ochlazování slitiny v důsledku

450 425 Obr. 4. Vliv doby vytvrzeni při teplotě 850 C na tvrdost rostoucího přesycení tuhého roztoku s klesající teplotou. To se projevuje rychlým poklesem tvrdosti na počátku žíhání. Tvrdost HV 375 350 325 0 5 10 15 20 25 30 35 Doba vytvrzování [h] Po odlití je slitina vytvrzena v celém objemu precipitáty fáze γ / převážně ve tvaru krychliček nebo hranolků. Částice nejsou homogenně vyloučeny, při rozhraních buněk licí struktury jsou hrubší. Na rozhraních buněk jsou vyloučeny hrubé deskovité primární karbidy a ojediněle velmi hrubé, zhruba globulární částice primárně vyloučené fáze γ /. Studium strukturních změn v závislosti na aplikovaných režimech žíhání vedlo k následujícím poznatkům, které jsou v souladu s pozorovanými změnami tvrdosti slitiny: od teploty 1050 C je fáze γ / prakticky rozpuštěna, vylučování fáze γ / během ochlazení po rozpouštěcím žíhání nelze potlačit ani zakalením do vody, snížení ochlazovací rychlosti vede k rozvoji precipitace fáze γ / a při volném ochlazení na vzduchu je precipitace v podstatě dokončena. Při ochlazení v peci je precipitát podstatně hrubší, vytvrzovací žíhání vede k rychlému rozpouštění jemných částic a homogenizaci precipitátu z hlediska velikosti částic. Rychlost procesu závisí na teplotě vytvrzování. 4. OPTIMALIZACE TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ Výsledků studia strukturních dějů, uvedených v předchozích částech této kapitoly, bylo využito pro hledání optimální varianty tepelného zpracování. Byly voleny tři teploty rozpouštěcího žíhání, dvě varianty následného ochlazování a dvě teploty vytvrzování. Podle získaných informací bylo možno očekávat nejpříznivější výsledky při nejnižší teplotě rozpouštěcího žíhání a ochlazení v peci. Rozbor vytvrzovacího žíhání nevedl k jednoznačným závěrům. Pozornost byla věnována dalším variantám technologie lití, jako je odlévání pod argonem nebo HIPování. U všech variant bylo připraveno několik vzorků pro zkoušky pevnosti v tahu. Zkoušky byly provedeny při 20 C a porovnány s běžnými přejímacími podmínkami pro slitinu IN 738 LC. Tyto přejímací podmínky požadují následující minimální hodnoty vlastností, zjišťovaných při zkouškách pevnosti v tahu: pevnost v tahu, Rm = min. 792 MPa, mez 0,2, Rp02 = min. 690 MPa, tažnost A5 = min. 4 %, kontrakce Z = min. 5 %. Zvolené varianty tepelného zpracování, výsledky zkoušek pevnosti v tahu a počet nevyhovujících zkoušek k celkovému počtu zkoušek jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 2. Varianty tepelného zpracování a výsledky zkoušek pevnosti v tahu Tepelné zpracování [ C/h + C/h ] Technologie lití Rm [MPa] Rp02 [MPa] A5 [%] Z [%] Počet nevyhovujících / celkový poč. zkoušek Nevyhov. vlastnost 1120/2 + 815/24 vakuum 879,9 820,7 4,67 5,73 1 / 3 A, Z 1120/2 + 815/24 vakuum,hip 963,9 858,7 5,89 7,86 1 / 11 A 1120/2 + 815/24 argon,hip 994,8 864,8 6,58 7,94 0 / 8 1120/2/pec+815/24 vakuum 835,0 720,0 5,60 7,80 0 / 3 1120 1130 / 2 + vakuum 886,0 798,6 5,12 8,69 2 / 9 A 843 850 / 24 1120/2/pec+845/24 vakuum 866,5 731,6 6,80 7,30 0 / 10 1120/2/pec+845/24 argon 935,0 755,2 6,33 6,28 0 / 6 1145/2 + 845/24 vakuum 923,7 827,8 4,56 8,72 2 / 7 A 1150/2pec+ 845/24 vakuum 932,7 841,3 4,67 7,93 1 / 3 A 1180/2 + 845/24 vakuum 950,8 888,0 2,97 4,35 5 / 6 A, Z 1180/2 + 845/24 argon 961,0 909,5 3,68 6,35 3 / 7 A Pozn.: pec ochlazování v peci (bez označení ochlazování volně na vzduchu), vakuum odlévání ve vakuu, argon odlévání v argonu při normálním tlaku, HIP hipování odlitků. Rm, Rp02 [MPa] A5, Z [%] 1000 10 900 800 700 600 8 6 4 2 0 Obr. 5. Vliv tepelného zpracování na pevnost - rozpouštěcí žíh. 1120 C Min.hodn. HIP Ochl.pec vakuum Argon,HIP Způsob tepelného zpracování Rm Rp0,2 Obr. 6. Změny tažnosti a kontrakce s režimem tepelného zpracování Min.hodn. HIP Ochl.pec vakuum Argon,HIP Způsob tepelného zpracování Z tabulky 2 je možno posoudit vhodnost jednotlivých variant tepelného zpracování. Jednoznačně příznivé z hlediska plastických vlastností se jeví zařazení ochlazování v peci. To ukazují obr. 5 a 6, kde jsou porovnány hodnoty pevnostních a plastických vlastností, zjišťovaných zkouškou pevnosti v tahu. Při aplikaci ochlazování v peci však nelze zcela vyloučit, že u hmotnějších odlitků bude nutno sledovat výsledné vlastnosti a způsob ochlazování případně regulovat, neboť existuje nebezpečí, že dojde k poklesu pevnostních vlastností pod minimální zaručené hodnoty. Je zřejmé, že zvyšování rozpouštěcí teploty vede ke zhoršování výsledných plastických vlastností, aniž by došlo k nějakému přesvědčivému růstu meze pevnosti a meze 0,2. To ukazuje porovnání pevnostních a plastických hodnot na obr 7 a 8. Teplota vytvrzování se na změnách vlastností zjišťovaných zkouškou pevnosti v tahu výrazně neprojevuje. Zdá se, že nižší teplota by mohla vést ke slabě vyšším hodnotám tažnosti a kontrakce. Tažnost Kontrakce

Rm, Rp02 [MPa] A5, Z [%] 1000 6 4 2 0 900 800 700 600 Obr. 7. Vliv teploty rozpouštěcího žíhání na pevnost Min. hodn. 1120 1150 1180 Teplota rozpouštěcího zíhání [ C] Rm Rp02 Obr. 8. Vliv teploty rozpouštěcího na tažnost a kontrakci Min. hodn. 1120 1150 1180 Teplota rozpouštěcího žíhání [ C] Tažnost Kontrakce Výrazné zlepšení všech vlastností přináší odlévání v argonu a hipování. Při odlévání v argonu se po vakuovém tavení vpouští argon a tlak stoupne až k normálním hodnotám. To má za následek okamžité potlačení vývoje plynů v tavenině (např. v důsledku dobíhající uhlíkové reakce) a snižuje se výrazně množství vad typu mikropórů a bublinek v odlitku. Hipování po odlití vede k zacelení mikropórů přítomných v odlitku. Zlepšení mechanických vlastností po aplikaci těchto technologií svědčí o tom, že v odlitcích jsou při běžné vakuové technologii ve slitině přítomny mikropóry, které pak snižují hodnoty pevnosti a zejména tažnosti při zkouškách v tahu. Tyto mikropóry jednak snižují nosný průřez zkoušky, jednak působí jako mikrovruby a vedou k předčasnému lomu při zkoušce pevnosti v tahu. Z tohoto důvodu byla pozornost věnována i metalografickému sledování slitiny a fraktografickému vyšetření lomových ploch zkušebních vzorků. Při metalografickém rozboru byla pozornost věnována posouzení rozsahu a velikosti slévárenských vad u vzorků s nižšími hodnotami pevnosti a tažnosti. Metalografické vzorky byly připraveny z podélně rozříznutých hlav vzorků po zkoušce pevnosti v tahu. U vzorků odlévaných ve vakuu byly zjišťovány drobné mikropóry na rozhraních dendritických krystalů a buněk licí struktury. U vzorků odlévaných pod argonem nebo hipovaných byly nalézány tyto vady zcela ojediněle. Fraktografické pozorování plně potvrdilo předchozí závěry. U vzorků odlévaných ve vakuu byly na lomových plochách přítomny četné licí vady typu mikropórů. U vzorků hipovaných nebo odlévaných pod argonem byly tyto vady pozorovány jen ojediněle. 5. ZÁVĚRY V práci jsou uvedeny výsledky studia tepelného zpracování slitiny IN 738 LC. Bylo zjištěno: fáze γ / je stabilní zhruba do teploty 1050 C, ani ochlazováním do vody nelze zabránit vylučování fáze γ /, při ochlazování na vzduchu dochází k největšímu vytvrzení slitiny, snížení tvrdosti (pevnosti) po tepelném zpracování lze docílit zejména ochlazováním v peci po rozpouštěcím žíhání, vyšší teplota rozpouštěcího žíhání vede k vyšším tvrdostem po ochlazení,

při vytvrzování dochází na počátku k relativně rychlému rozpouštění drobných částic vzniklých při nižších teplotách během chladnutí z rozpouštěcího žíhání, což se projevuje rychlým poklesem tvrdosti, na ovlivnění konečných vlastností má vytvrzování menší vliv menší vliv než změna rychlosti (způsobu) ochlazování. Vyšší teplota vytvrzování vede k většímu poklesu tvrdosti, jako optimální z hlediska požadovaných vlastností se jeví rozpouštěcí žíhání na dolní hranici rozpouštěcích teplot, následné ochlazení v peci a vytvrzení rovněž při dolní teplotě doporučeného teplotního rozmezí. příčinou nízkých hodnot vlastností je poměrně častý výskyt mikropórů ve slitině. Jejich výskyt je možno snížit odléváním pod argonem nebo hipováním. PODĚKOVÁNÍ V této práci byly využity i některé výsledky experimentálních prací provedených v rámci řešení grantového projektu GA ČR č. 106/99/1649.