Analysis of forging process of the NiCrN superalloy for motor boat driving shaft

• Autorzy: Świątoniowski A. , Sińczak J. , Łukaszek-Sołek A. , Schmidt J.

Warianty tytułu

PL

Analiza procesu kucia superstopu NiCrN na wały napędowe śruby jednostki morskiej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Superalloys containing nickel and chromium display high deformation resistance and low plasticity during high-rate plastic forming processes, thus limiting the potentials to improve their mechanical parameters. At the aim to overcome this problem an NiCrN superalloy has been found. In this paper the analysis of forging of this NiCrN superalloy has been presented. Mathematical FEM model of the process are verified by experimental tests run on a double-acting power hammer. Tests reveal, that plastic working of the NiCrN alloy combined with thermal treatment improves its strength by nearly 25%, at the same time its plastic deformability remains the same. Research work has revealed very high resistance to corrosion of the alloy when subjected to stress and marine environment.

PL

Superstopy opracowane na bazie niklu i chromu charakteryzują sie dużym oporem odkształcenia i niska zdolnością do odkształceń plastycznych. Ogranicza to w poważnym stopniu możliwość podniesienia ich własności mechanicznych na drodze przeróbki plastycznej, a tym samym i zakres ich zastosowania jako materiału konstrukcyjnego. W celu rozwiązania tego problemu został opracowany nowy, unikalny skład chemiczny stopu NiCrN. Przeprowadzono modelowanie numeryczne procesu kucia matrycowego opracowanego stopu oraz weryfikacje eksperymentalna na młocie parowo-powietrznym podwójnego działania. Przeprowadzone badania pozwoliły stwierdzić, ze w wyniku odkształcenia plastycznego stopu NiCrN połączonego z obróbka cieplna można uzyskać blisko 25% wzrost jego własności wytrzymałościowych. Ponadto wykazano bardzo wysoka odporność na korozję stopu.

Słowa kluczowe

EN

NiCrN superalloy; closed-die forging process

PL

superstop NiCrN; wały napędowe; jednostki morskie

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 3
• Strony: 719--725
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Świątoniowski A.

autor

Sińczak J.

autor

Łukaszek-Sołek A.

autor

Schmidt J.

• AGH University of Science and Technology, Department of Manufacturing Systems, 30-059 Kraków, 30 Mickiewicza av., Poland

Bibliografia

• [1] J.W. Brooks, Forging of superalloys; Materials and Design 21, 297-303 (2000).
• [2] B.P. Bewlay, M.F.X. Gigliotti, C.U. Hardwicke, O.A. Kaibyshev, F.Z. Utyashev, G.A. Salishev, Net shape manyfacturing of aircraft engine disks by roll forming and hot die forming; Journal of Materials Processing Technology 135 (2-3 SPEC), 324-329 (2003).
• [3] Y.-S. Na, J.-T. Yeom, N.-K. Park, J.-Y. Lee, Simulation of microstructures for Alloy 718 blade forming using 3D FEM simulator; Journal of Materials Processing Technology 141 (3), 337-342 (2003).
• [4] S. Tin, P.D. Lee, A. Kermanpur, M. Rist, M. McLean, Integrated modeling for the manufacture of Ni-based superalloy discs from solidification to final treatment; Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and MaterialsScience 36 (9), 2493-2504 (2005).
• [5] P.W. Schilke, R.C. Schwant, The Minerals, Metals & Materials Society 25-34 (2001).
• [6] T. Shibata, T. Takahashi, J. Taira, T. Kure, The Minerals, Metals & Materials Society 161-172 (2001).
• [7] A. Kazakov, J. Schmidt, Developing and experimental verification of the technology for producing dispersion reinforced cast nickel-chromium alloys. Proceeding of the Cast Composites Conference, Zakopane (Poland), 172-178, (18-20 October 1995).
• [8] J. Schmidt, A. Kazakov, Investigation of CrNiN alloys properties as a material for propeller casting used by shipbuilding industry. Proc. of 1st Int. Conf. on Advanced Materials Processing, Rotorua, New Zealand1, 633-637, (19-23 November 2000).
• [9] J. Sinczak, A. Swiatoniowski, J. Schmidt, J. Szostak, Rudy i Metale Niezelazne 53-7, 418-424 (2008).
• [10] D. Cai, L. Xiong, W. Liu, G. Sun, M. Yao, Characterization of hot deformation behavior of Ni-base superalloy using processing map; Materials and Design 30, 921-925 (2009