CN107252864A - 高温合金‑结构钢双金属环件轧制成形方法 - Google Patents
高温合金‑结构钢双金属环件轧制成形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107252864A CN107252864A CN201710704370.7A CN201710704370A CN107252864A CN 107252864 A CN107252864 A CN 107252864A CN 201710704370 A CN201710704370 A CN 201710704370A CN 107252864 A CN107252864 A CN 107252864A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- high temperature
- temperature alloy
- rolling
- ring
- steel ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
- B21H1/06—Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/055—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/056—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 10% but less than 20%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
Abstract
本发明公开了一种高温合金‑结构钢双金属环件轧制成形方法,其步骤为:先分别将高温合金、结构钢棒材镦粗、冲孔、预轧制成高温合金环坯和结构钢环坯,将高温合金环坯套在结构钢环坯的外面一起放在环轧机上进行轧制,获得高温合金‑结构钢双金属环件。该方法通过双金属的轧制比推导出轧制变形抗力比值,确定轧制变形温度,从而分别加热到相应的温度进行轧制成形,获得性能、尺寸良好的双金属环件。该方法用于双金属环件轧制成形。
Description
技术领域
本发明涉及一种环轧轧制成形方法,特别是涉及了高温合金-结构钢双金属环件轧制成形方法。
背景技术
双金属环件是由两种不同金属构成的复合环件,环件之间通过各种变形和连接技术紧密结合,在外力作用下内外环件不会分离。和单一金属环件相比,双金属环件可以充分发挥两种金属各自的最佳性能,不仅具有优良的物理、化学、力学等综合性能,还可以节省大量贵重金属,降低生产成本,因而双金属环件被广泛应用于机械、汽车、火车、船舶、冶金、化工、能源、航空航天等工业领域。目前,双金属环件的主要制造方法是先通过环件轧制工艺分别轧制成形两个单金属环件,再将两个单金属环件组合装配成双金属环件。由于两个单金属环件分开轧制成形,导致该方法工序多,费时费力,生产效率低。且轧制成形的两个单金属环件进行组合装配时,环件接触界面只发生弹性变形或小塑性变形,从而导致该方法制造的双金属环件界面接触质量差,连接强度低,不能满足高性能双金属环件服役性能和使用寿命的要求。
双金属环件轧制是指将两种金属环坯套在一起进行轧制,轧制过程中,由于金属的变形抗力与温度以及材料本身的特性等因素有关,很容易造成变形不均,而导致轧制失败。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用控制变形过程中金属材料的变形温度,实现双金属环件的轧制成形,获得性能、尺寸良好的双金属环件。
为解决上述技术问题,本发明所述高温合金-结构钢双金属环件轧制成形方法,其技术方案包括以下步骤:
分别将高温合金、结构钢按一定规格下料成棒材,然后经过镦粗、冲孔、预轧制成高温合金环坯和结构钢环坯,高温合金环坯的内径等于结构钢环坯的外径;分别将高温合金环坯加热到1020±10℃保温,将结构钢环坯加热到820±10℃保温;将高温合金环坯套在结构钢环坯的外面一起放在环轧机上进行轧制,获得高温合金-结构钢双金属环件,其中,高温合金环件的轧制比为K1、结构钢环件的轧制比为K2;K1/K2=σs/σs′,式中,σs为高温合金环坯轧制变形抗力,σs′为结构钢环坯轧制变形抗力。
所述高温合金环坯轧制变形抗力为σs=nσ0,其中,n为高温合金在轧制相应变形温度下的热力参数系数,σ0为高温合金在常温下的变形抗力。
所述结构钢环坯轧制变形抗力为σs′=n′σ0′,其中,n′为结构钢在轧制相应变形温度下的热力参数系数,σ0′为结构钢在常温下的变形抗力。
所述高温合金为GH4169合金。
所述结构钢为40CrNiMoA钢。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明所述高温合金-结构钢双金属环件轧制成形方法,首先根据双金属环件的最终尺寸,设计高温合金环坯和结构钢环坯,并分别确定高温合金环件和结构钢环件的轧制比K1、K2,再根据K1/K2=σs/σs′确定高温合金环坯和结构钢轧制变形抗力σs、σs′,从而确定高温合金环件和结构钢环件的加热温度。在相应温度下,将高温合金环坯和结构钢环坯套在一起轧制,从而获得性能、尺寸良好的双金属环件。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是双金属轧制过程示意图。
具体实施方式
实施本发明所述的高温合金-结构钢双金属环件轧制成形方法需要提供锻造加热炉、压力机、机械手等设备。以我国材料牌号为GH4169的高温合金和40CrNiMoA结构钢为例来说明该方法的具体实施方式:
该GH4169合金的主要化学元素含量(重量百分比)为:含C量≤0.08%、含Cr量17.0%~21.0%、含Ni量50.0%~55.0%、含Co量≤1.0%、含Mo量2.80%~3.30%、含Al量0.30%~0.70%、含Ti量0.75%~1.15%、含Nb量4.75%~5.50%、含B量≤0.006%、含Mg量≤0.01%、含Mn量≤0.35%、含Si量≤0.35%、含P量≤0.015%、含S量≤0.015%、含Cu量≤0.30%、含Ca量≤0.01%、含Pb量≤0.0005%、含Se量≤0.0003%、余量为Fe。
该40CrNiMoA钢的主要化学元素含量(重量百分比)为:含C量0.36%~0.44%、含Mn量0.50%~0.80%、含Si量0.17%~0.37%、含S量≤0.020%、含P量≤0.020%、含Cr量0.60%~0.90%、含Ni量1.25%~1.75%、含Mo量0.15%~0.25%、余量为Fe。
本方法的步骤如下:
分别将GH4169合金、40CrNiMoA钢按一定规格下料成棒材,然后经过镦粗、冲孔、预轧制成GH4169合金环坯4和40CrNiMoA钢环坯5,GH4169合金环坯4的内径等于40CrNiMoA钢环坯5的外径;分别将GH4169合金环坯4加热到1020±10℃保温,将40CrNiMoA钢环坯5加热到820±10℃保温;将GH4169合金环坯4套在40CrNiMoA钢环坯5的外面一起放在环轧机上进行轧制,如图1所示,获得高温合金-结构钢双金属环件,其中,高温合金环件的轧制比为K1、结构钢环件的轧制比为K2;K1/K2=σs/σs′,式中,σs为高温合金环坯轧制变形抗力,σs′为结构钢环坯轧制变形抗力。
所述高温合金环坯4轧制变形抗力为σs=nσ0,其中,n为高温合金在轧制相应变形温度下的热力参数系数,σ0为高温合金在常温下的变形抗力。
所述结构钢环坯5轧制变形抗力为σs′=n′σ0′,其中,n′为结构钢在轧制相应变形温度下的热力参数系数,σ0′为结构钢在常温下的变形抗力。
Claims (5)
1.一种高温合金-结构钢双金属环件轧制成形方法,其特征在于,包括以下步骤:
分别将高温合金、结构钢按一定规格下料成棒材,然后经过镦粗、冲孔、预轧制成高温合金环坯和结构钢环坯,高温合金环坯的内径等于结构钢环坯的外径;分别将高温合金环坯加热到1020±10℃保温,将结构钢环坯加热到820±10℃保温;将高温合金环坯套在结构钢环坯的外面一起放在环轧机上进行轧制,获得高温合金-结构钢双金属环件,其中,高温合金环件的轧制比为K1、结构钢环件的轧制比为K2;K1/K2=σs/σs′,式中,σs为高温合金环坯轧制变形抗力,σs′为结构钢环坯轧制变形抗力。
2.根据权利要求1所述的高温合金-结构钢双金属环件轧制成形方法,其特征在于,所述高温合金环坯轧制变形抗力为σs=nσ0,其中,n为高温合金在轧制相应变形温度下的热力参数系数,σ0为高温合金在常温下的变形抗力。
3.根据权利要求1所述的高温合金-结构钢双金属环件轧制成形方法,其特征在于,所述结构钢环坯轧制变形抗力为σs′=n′σ0′,其中,n′为结构钢在轧制相应变形温度下的热力参数系数,σ0′为结构钢在常温下的变形抗力。
4.根据权利要求1所述的高温合金-结构钢双金属环件轧制成形方法,其特征在于,所述高温合金为GH4169合金。
5.根据权利要求1所述的高温合金-结构钢双金属环件轧制成形方法,其特征在于,所述结构钢为40CrNiMoA钢。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2016110935404 | 2016-12-01 | ||
CN201611093540 | 2016-12-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107252864A true CN107252864A (zh) | 2017-10-17 |
Family
ID=60026790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710704370.7A Pending CN107252864A (zh) | 2016-12-01 | 2017-08-16 | 高温合金‑结构钢双金属环件轧制成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107252864A (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54102278A (en) * | 1978-01-31 | 1979-08-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Composite working device for ring body |
CN1586754A (zh) * | 2004-09-21 | 2005-03-02 | 武汉理工大学 | 外台阶截面环件轧制成形的方法 |
CN101829745A (zh) * | 2010-04-23 | 2010-09-15 | 武汉理工大学 | 双沟槽截面环件冷辗扩成形的方法 |
CN102125972A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-07-20 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | 结构钢高筒环锻件的辗轧成形方法 |
CN103042142A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-04-17 | 武汉理工大学 | 一种双金属环件的精密轧制成形方法 |
CN103111564A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-05-22 | 武汉理工大学 | 一种双金属筒形件的精密轧制成形方法 |
CN105195714A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-30 | 太原科技大学 | 一种内层Q345B外层40Cr复合环件铸辗成形方法 |
-
2017
- 2017-08-16 CN CN201710704370.7A patent/CN107252864A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54102278A (en) * | 1978-01-31 | 1979-08-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Composite working device for ring body |
CN1586754A (zh) * | 2004-09-21 | 2005-03-02 | 武汉理工大学 | 外台阶截面环件轧制成形的方法 |
CN101829745A (zh) * | 2010-04-23 | 2010-09-15 | 武汉理工大学 | 双沟槽截面环件冷辗扩成形的方法 |
CN102125972A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-07-20 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | 结构钢高筒环锻件的辗轧成形方法 |
CN103042142A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-04-17 | 武汉理工大学 | 一种双金属环件的精密轧制成形方法 |
CN103111564A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-05-22 | 武汉理工大学 | 一种双金属筒形件的精密轧制成形方法 |
CN105195714A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-30 | 太原科技大学 | 一种内层Q345B外层40Cr复合环件铸辗成形方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
程懿麒: "轧制变形抗力的计算", 《科技资讯》 * |
贺毓辛等: "《轧制理论若干问题》", 31 January 1983, 北京金属学会 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106563919B (zh) | 一种手机中框、后盖的制备方法 | |
CN106670359B (zh) | 一种gh4169合金环件及其制备方法 | |
WO2008106858A1 (fr) | Procédé de forgeage quasi-isothermique, à l'air, d'une pièce forgée en forme de disque de superalliages à base de nickel | |
CN101758159A (zh) | 钛合金整体盘轴锻件的近等温锻造方法 | |
CN106637012A (zh) | 低应力gh4169高温合金环件制造方法 | |
CN105296863B (zh) | 一种半硬磁合金及其制造方法 | |
CN102764837A (zh) | 一种gh4169盘形件的锻造方法 | |
CN112877579A (zh) | 非等原子比高熵合金及利用其制备丝材的方法 | |
CN104175065A (zh) | 1Cr21Ni5Ti双相不锈钢复杂截面环形件的超塑性成形方法 | |
CN104175068A (zh) | 一种航空用合金材料异形环锻造方法 | |
CN106583608A (zh) | 不锈钢‑铝合金双金属环件轧制成形方法 | |
CN104328324A (zh) | 一种铁镍基合金管的生产工艺 | |
CN111069519A (zh) | 一种镍及镍合金高颈法兰的制造方法 | |
CN107442711A (zh) | 两种不同钛合金组合轧制为一个环形件的方法 | |
WO2024066997A1 (zh) | 一种低温恶劣环境使用290Mpa级低屈服强度钢及其制造方法 | |
CN106734785A (zh) | 不锈钢‑结构钢双金属环件轧制成形方法 | |
CN103160731A (zh) | 一种热拔高硅硅钢丝材及其制备方法 | |
CN107442710A (zh) | 钛合金‑结构钢双金属环件轧制成形方法 | |
CN107838343A (zh) | 钛合金‑不锈钢双金属环件轧制成形方法 | |
CN107252864A (zh) | 高温合金‑结构钢双金属环件轧制成形方法 | |
CN102836870B (zh) | 奥氏体不锈耐热气阀钢21-4n大铸锭轧制开坯的生产方法 | |
CN104227344B (zh) | 一种航空发动机用gh5188方形尾喷管的制造方法 | |
CN107442715A (zh) | 高温合金‑钛合金双金属环件轧制成形方法 | |
CN107442709A (zh) | 两种不同高温合金组合轧制为一个环形件的方法 | |
CN102825189B (zh) | Gh4169合金管的制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171017 |