Спосіб отримання монокристалічних виробів складної конфігурації з жароміцних сплавів

Спосіб отримання монокристалічних виробів складної конфігурації з жароміцних сплавів, який полягає у тому, що керамічну форму із затравкою розміщують над легкоплавким рідкометалевим охолоджувачем, нагрівають форму із затравкою вище температури ліквідусу матеріалу виробу, заповнюють форму розплавом, охолоджують розплав шляхом занурення форми з розплавом у легкоплавкий рідкометалевий охолоджувач, який відрізняється тим, що охолодження розплаву проводять при швидкостях занурення форми 1030мм/хв, після чого монокристалічну заготовку піддають пластичній деформації при температурі 1000 C T TS , де TS - температура солідусу Корисна модель має відношення до металургії і може бути використана для одержання виробів складної конфігурації з монокристалічною структурою і заданою кристалографічною орієнтацією. Відомий спосіб одержання виробів з монокристалічною структурою заданої орієнтації, який включає нагрівання форми із затравкою вище температури ліквідусу сплаву, заповнення форми розплавом, охолодження розплаву шляхом занурення форми з розплавом до рідкометалевого охолоджувача [авт.свід. СРСР №863171, B22D27/04, 1981] [1]. У цьому способі спочатку до рідкометалевого охолоджувача, температуру якого підтримують рівною 680-780°С(температура рідкого алюмінію), занурюють тільки виступну частину затравки та витримують у такому положенні на протязі 1-5 хвилин для забезпечення спрямованого тепловідводу та стабілізації температури на фронті кристалізації. Потім форму із розплавом занурюють повністю. Мікроструктура отриманої відливки має значно подрібнені структурні складові. Проте цей спосіб не забезпечує високого градієнта температури на фронті кристалізації. Потім форму із розплавом занурюють повністю. Мікро структура отриманої відливки має значно подрібнені структурні складові. Проте цей спосіб не забезпечує високого градієнта температури на фронті кристалізації (при температурі охолодження 680-780°С такий градієнт складає 300°С/см), що не дає можливості отримати високий ступінь подрібнення структурних складових та, відповідно, високу якість виробів. Крім того, в зв'язку зі змінним перетином виробів складної конфігурації в процесі росту монокристалу теплофізичні умови на фронті кристалізації не постійні за висотою виробу. Це приводить до неоднорідності властивостей виробів, а в крайніх випадках до браку, тобто зменшенню виходу придатної продукції і зростанню собівартості. При спрямованій кристалізації жароміцних сплавів у міждендрітних просторах виникають усадочні мікропори, яку суттєво знижують експлуатаційні характеристики виробів. Крім того, для забезпечення високої температури рідкометалевого охолоджувача (680-780°С) потрібні великі енергетичні витрати, що веде до подорожчання отримуваних виробів. Відомий спосіб отримання монокристалічних виробів, обраний як прототип [патент України №6394, B22D27/04 2005] [2]. Спосіб полягає у то (19) UA (11) 17232 (13) U сплаву, та ступені деформації - від0,8 , де носне видовження матеріалу сплаву при температурі деформації. 3 17232 му, що керамічну форму складної конфігурації із затравкою розміщують над легкоплавким рідкометалевим охолоджувачем, нагрівають форму із затравкою вище температури ліквідусу матеріалу відливків, заповнюють форму розплавом, охолоджують розплав шляхом занурення форми з розплавом у легкоплавкий рідкометалевий охолоджувач одночасно з опусканням охолоджуваної циліндричної камери кристалізатора із швидкістю, яку визначають із певної умови. Легкоплавкий рідкометалевий охолоджувач (ТПЛ=30-90°С) створює підвищений градієнт температури (до 400°С/см) на фронті кристалізації, а опускання циліндричної камери з визначеною швидкістю приводить до підвищення стабільності умов кристалізації. Внаслідок цього властивості відливків покращуються. Проте цей спосіб не позбавлений багатьох недоліків, притаманних способу, який описано в [1], головні серед яких: неоднорідність властивостей по висоті виробу внаслідок змінного перетину виробу складної форми та наявність усадочних пор у міждендрітних просторах. Ці недоліки обмежують підвищення якості отримуваних монокристалічних виробів. В основу корисної моделі поставлено завдання - створити такий спосіб для отримання монокристалічних виробів складної форми, який у порівнянні з відомими давав би можливість отримувати монокристалічні вироби з більш високою якістю. Поставлене завдання вирішується у способі, який як і спосіб, обраний як прототип, полягає у тому, що керамічну форму із затравкою розміщують над легкоплавким рідкометалевим охолоджувачем, нагрівають форму із затравкою вище температури ліквідусу матеріалу виробу, заповнюють форму розплавом, охолоджують розплав шляхом занурення форми з розплавом у легкоплавкий рідкометалевий охолоджувач. Згідно з корисною моделлю охолодження розплаву жароміцного сплаву проводять при швидкостях занурення форми 1030мм/хв. Після цього монокристалічну заготовку піддають пластичній деформації при температурі 1000°С Т TS, де TS - температура солідусу жароміцного сплаву, з метою надання необхідної форми, та ступені деформації