RU1774225C - Способ определени деформируемости металлов в гор чем состо нии - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано дл  определени  деформируемости металла Цель изобретени  - повышение точности определени  деформируемости гетерогенных сплавов в услови х гор чей обработки давлением. Нагружают цилиндрический образец в услови х, характерных дл  гор чей обработки давлением. Нагружение осуществл ют раст жением до разрушени . В сечении шейки разрушенного образца измер ют линейные поперечные деформации и по их различию суд т об анизотропии деформируемости 2 табл

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , и может использоватьс  при оптимизации режимов гор чей штамповки, в частности титанивых сплавов

Известны методы испытани  металлов в гор чем состо нии, предназначенные дл  прогнозировани  деформируемости металлов без разрушени  или оценки гор чей пластичности металлов Например, методы испытани  на осадку предусматриваютс  в ГОСТ 8817-73 При этом задаетс  определенна  степень деформации металла в гор чем состо нии и оцениваетс  поверхностное разрушение образцов отрезанных от прутков или проволоки

Известен метод, описанный в ГОСТ 9651-73 Металлы Метод испытани  на раст жение при повышенных температурах, где предусмотрено, в частности, определение гор чей пластичности относительного удлинени  и сужени 

За прототип прин т способ определени  направлени  максимальной деформации (анизотропии) при осадке образца при комнатной температуре (авторское свидетельство N 1677570 кл G 01 N 3/00, 1989)

Недостатком указанного способа  вл етс  невозможность вы влени  локальной анизотропии гор чей пластичности гетерогенных сплавов, например, двухфазных титановых сплавов. Необходимость определени  такой характеристики объ сн етс  тем, что при гор чей лисговой штамповке, в частности выт жке, наблюдаютс  внутренние разрывы, обусловленные механизмом накоплени  микропор в местах раст гивающих напр жений и перенапр жени  металла из-за анизотропии локальной пластичности слоев разных структурных составл ющих.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  деформируемости гетерогенных сплавов в услови х гор чей обработки давлением

Поставлленна  цель достигаетс  теп что определ етс  локальна  анизотропи  пластической деформации, происход ща  при гор чем раст жении образцов путем измерени  степени эллипсообразности излома в шейке разорванною образца

Дл  реализации предложени  изготавливают разрывные образцы с утолщенными

со

с

VI

М LN

ю кэ (л

головками и шейками круглого сечени  на пример, как по ГОСТ 9651-73 Подютавпи- вают испытательное оборудование - разрывную машину с камерой дл  нагрева образцов, например, универсальную машину типа Инстрон. Задают значени  технологических температур испытани , исход  из целей испытани . Испытывают последовательно образцы при каждой температуре , нагружа  и раст гива  образцы до разрыва. Фиксируют разрушающую нагрузку , а после охлаждени  образца - конечное приращение длины рабочей (расчетной) части Рассчитывают характеристики прочности , пластичности. Затем измер ют диаметр ы эллипса наибольший D1 и наименьший D2 - в изломе шейки по сечению разрушени . Дл  этого используют оптический микроскоп типа МБС с окул рной сеткой

Степень эллипсообразности излома Аэ рассчитывают как отношение

A3 Di/D2

Данные параллельных определений при одной и той же температуре испытани  усредн ют, например, по трем-п ти об- рзцам по каждому показателю

Локальную анизотропию пластической деформации оценивают показателем Аэ, рассчитанным из отношени  (1).

Способ проверен практически с получением положительного эффекта при оптимизации деформируемости листового титанового сплава марки СП-ЗВ. При вы- г жке полусферических заготовок из листов толщиной 22 мм и последующей токарной обработке на наружной выпуклой поверхно- -сти деталей наблюдались дефекты в виде надрывов, распростран ющиес  на разную глубину по сечению, преимущественно под углом 30° от полюса полусферы, где металл при штамповке испытывает наибольшие раст гивающие напр жени .

Согласно литературным данным подобные дефекты при гор чей штамповке титановых сплавов возможны в услови х недостаточной пластичности. Температура нагрева заготовок под штамповку равн лась 950°С. Исследовани ми гор чей пластичности с оценкой локальной анизотропии пластичности по предлагаемому способу удалось обосновать и подн ть температуру штамповки до 980°С вместо 950°С.

Результаты испытани  образцов приведены в табл.1.

Температуру гор чей штамповки двухфазных титановых сплавов типа СП-ЗВ или

ВТ6, ВТбс назначают не выше температуры полиморфного превращени  (Тпп). Однако ввиду колебани  химического состава в пределах марки, а именно легирующих - алю5 мини  и ванади , а также содержани  примесей значение Тип измен етс . Выбранна  при отработке технологии температура штамповки оказываетс  не оптимальной дл  разных плавок. Дл  опти10 мизации температуры штамповки оценивали , помимо относительного удлинени , величину Аэ. Из табл.1 видно, что более устойчиво с повышением температуры измен етс  (падает) Аэ. чем относительное

15 сужение. В этом случае сравнение Аэ должно быть с показателем пластичности, относительным сужением. Однако с ростом температуры не наблюдаетс  ее линейной коррел ции с относительным сужением. К

20 тому же, наименьшее число /л равное 61,9%, незначимо отличаетс  от других значений . Значение локальной анизотропии с ростом температуры падает по линейной зависимости:

25

Аз-0,00132t+2 54(2)

с коэффициентом коррел ции, равным -0,8 {значим при доверительной веро тности

30 0,95).

Детали, отштампованные с нагревом заготовок при 980°С, указанных дефектов не имели.

Повышение температуры гор чей

35 штамповки выравнивает гор чую пластичность по объему заготовки. При этом перенапр жение металла гаситс  в микрообъемах металла, что предотвращает рост микротрещин до макротрещин.

40Испытани  механических свойств

штамповок показали их удовлетворительные значени  после корректировки температуры штамповки (см. табл.2).

Технико-экономический эффект от

45 внедрени  предлагаемого способа заключаетс  в повышении информативности результатов испытани  гор чей пластичности, повышении надежности прогнозировани  штампуемости (выхода годных) без разру50 шени  и возможности обеспечить необходимый уровень гор чей пластичности с учетом ее локальной анизотропии (повышает технологические возможности использовани  титанового сплава СП-ЗВ).

55

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ определени  деформируемости металла в гор чем состо нии, по которому нагружают цилиндрический образец, измер ют линейные поперечные деформации и

   их различию суд т об анизотропии.деформируемости , отличающийс  тем. что, с целью повышени  точности определени  деформируемости гетерогенных сплавов в

   гружение образца осуществл ют раст же нием в гор чем состо нии до разрушени , а измерение линейных поперечных деформаций осуществл ют в сечении шейки разру

   услови х гор чей обработки давлением, на- 5 шенного образца.

   Образцы не порвались (не хватило хода зажима)

   Таблица 1

   Таблица 2