RU2757281C1 - METHOD FOR THERMAL DEFORMATION PROCESSING OF BrNHK 2.5-0.7-0.6BRONZE BILLET - Google Patents

METHOD FOR THERMAL DEFORMATION PROCESSING OF BrNHK 2.5-0.7-0.6BRONZE BILLET Download PDF

Info

Publication number
RU2757281C1
RU2757281C1 RU2020140050A RU2020140050A RU2757281C1 RU 2757281 C1 RU2757281 C1 RU 2757281C1 RU 2020140050 A RU2020140050 A RU 2020140050A RU 2020140050 A RU2020140050 A RU 2020140050A RU 2757281 C1 RU2757281 C1 RU 2757281C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
brnhk
temperature
minutes
aging
Prior art date
Application number
RU2020140050A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Юрьевич Ремшев
Галина Анатольевна Воробьева
Виктория Андреевна Ленина
Екатерина Александровна Еськова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ")
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ")
Priority to RU2020140050A priority Critical patent/RU2757281C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2757281C1 publication Critical patent/RU2757281C1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F3/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by special physical methods, e.g. treatment with neutrons

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

FIELD: material processing.
SUBSTANCE: invention relates to a method for thermal deformation processing of a blank made of heat-resistant bronze BrNHK 2.5-0.7-0.6. The method includes heating to a temperature of 150-170°C, exposure for 10 minutes and aerothermoacoustic treatment by cooling the workpiece in the resonator of a gas jet sound generator while simultaneously exposing the gas flow and the acoustic field of the sound frequency range with a sound pressure level within 140-160 dB for 10-12 minutes, followed by aging at a temperature of 440°C, with an exposure of 2.5 hours, with air cooling. After aerothermoacoustic treatment, before aging, the workpiece is subjected to cold plastic deformation with a degree of E=30%.
EFFECT: grinding of the grain of the solid solution and the hardening phases of the workpiece to increase the strength and elasticity characteristics of bronze.
1 cl, 1 tbl

Description

Заявляемое изобретение относится к металлургии, в частности к упрочняющей термодеформационной обработке дисперсионно-упрочняемых бронз.The claimed invention relates to metallurgy, in particular to hardening thermal deformation treatment of precipitation hardened bronzes.

Основное свойство, которым должны обладать материалы для пружин - высокое сопротивление малым пластическим деформациям в условиях кратковременного (предел упругости) и длительного (релаксационная стойкость) нагружения. Эти свойства зависят от состава и структуры материалов и могут быть получены, в том числе, и у дисперсионно-твердеющих сплавов. Рост сопротивления малым пластическим деформациям у этих сплавов связан с изменением субструктуры матрицы и с блокирующим действием частиц избыточной фазы. Для изготовления электрических контактов (особенно разъемных) ответственных изделий часто используется бронза БрНХК 2,5-0,7-0,6 системы Cu-Ni-Cr-Si.The main property that materials for springs should have is a high resistance to small plastic deformations under conditions of short-term (elastic limit) and long-term (relaxation resistance) loading. These properties depend on the composition and structure of materials and can be obtained, among other things, in precipitation-hardening alloys. An increase in the resistance to small plastic deformations in these alloys is associated with a change in the matrix substructure and with the blocking effect of particles of the excess phase. For the manufacture of electrical contacts (especially detachable) critical products, bronze BrNHK 2.5-0.7-0.6 of the Cu-Ni-Cr-Si system is often used.

Известен способ получения проволоки из Бр НХК с комплексом свойств при комнатной температуре: прочность (σв=890МПа, σ0,2=850МПа), пластичность ε=7,5%) для пружин. Эти свойства можно получить в деформированном сплаве при обработке сплава по схеме: состояние поставки + АТА01 + старение 440°С-2,5 ч. +. АТА01-2раза. Этот способ принят в качестве ближайшего аналога (Патент 2691823 Способ термической обработки заготовок или изделия из бронзы БрНХК 2,5-0,7-0,6.).A method of obtaining from Br NHC wire of properties at room temperature: strength (σ in = 890MPa, σ 0,2 = 850MPa), ductility ε = 7,5%) for the springs. These properties can be obtained in a deformed alloy by processing the alloy according to the following scheme: delivery condition + ATA01 + aging at 440 ° C - 2.5 hours +. ATA01-2 times. This method is adopted as the closest analogue (Patent 2691823 Method of heat treatment of workpieces or articles made of bronze BrNHK 2.5-0.7-0.6.).

Основным недостатком способа, принятого в качестве ближайшего аналога, является то, что способ не всегда обеспечивает достаточный уровень значений σв и σ0,2 для использования его в качестве технологии упрочнения для пружин, работающих при повышенных нагрузках.The main disadvantage of the method adopted as the closest analogue is that the method does not always provide a sufficient level of values of σ in and σ 0.2 for using it as a hardening technology for springs operating under increased loads.

Перед заявляемым изобретением поставлена задача - повысить значения прочности и условного предела текучести.The task of the claimed invention is to increase the values of strength and conditional yield stress.

10 мин в резонаторе газоструйного генератора звука при одновременном воздействии потока воздуха и акустического поля с уровнем звукового давления 140-160 дБ (АТАО) и дополнительно холодной пластической деформации (ε=30%), осуществляемой перед последующим старением. Старение проводится при температуре 440°С, выдержка 2,5 ч, с охлаждением на воздухе.10 min in the resonator of a gas-jet sound generator while simultaneously exposed to an air flow and an acoustic field with a sound pressure level of 140-160 dB (ATAO) and additionally cold plastic deformation (ε = 30%), carried out before subsequent aging. Aging is carried out at a temperature of 440 ° C, holding for 2.5 h, with air cooling.

В качестве примера для оценки заявляемого способа термической обработки использовались прутки диаметром 3 мм из сплава Бр НХК 2,5-0,7-0,6, полученные с применением термической обработки и пластической деформации (состояние поставки).As an example, to assess the proposed method of heat treatment used rods with a diameter of 3 mm from the alloy Br NHK 2.5-0.7-0.6, obtained with the use of heat treatment and plastic deformation (delivery condition).

Заготовки образцов из сплава в состоянии поставки подвергались обработке путем нагрева до температуры 150-170°С, выдержке 10 мин. при температуре нагрева, и аэротермоакустической обработки, заключающейся охлаждение части образцов проводилось в резонаторе газоструйного генератора звука при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дб в течении 10-12 мин. (АТАО), а другие образцы на воздухе. После АТАО заготовки подвергались холодной пластической деформации (ε=30%). Старение всех образцов проводилось при температуре 440°С, выдержка 2,5 ч. с охлаждением на воздухе. Образцы длиной 200 мм испытывались на статическое растяжение на машине модели AGX-100kN, SHTMADZU.The blanks of the alloy specimens as delivered were processed by heating to a temperature of 150-170 ° C, holding for 10 minutes. at a heating temperature, and aerothermoacoustic treatment, which included cooling of a part of the samples, was carried out in the resonator of a gas-jet sound generator while simultaneously exposed to a gas flow and an acoustic field of the sound frequency range with a sound pressure level in the range of 140-160 dB for 10-12 minutes. (ATAO), and other samples in the air. After ATAO, the workpieces were subjected to cold plastic deformation (ε = 30%). Aging of all samples was carried out at a temperature of 440 ° C, holding for 2.5 h with air cooling. Samples 200 mm long were tested for static tension on a machine model AGX-100kN, SHTMADZU.

Результаты механических испытаний образцов приведены в таблице.The results of mechanical tests of the samples are shown in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Из приведенных в таблице механических свойств БрНХК видно, что применение как ATAO1 так и ATAO1 + хпд перед старением(режимы 3 и 4) обеспечивает повышение значений σв, σ0;2 практически без снижения пластичности сплава по сравнению со свойствами в состоянии поставки (режим 1). После старения характеристики прочности БрНХК повышаются независимо от вида предшествующей обработки. При обработке по заявляемому режиму 5 прочность и пластичность выше, чем при обработке по стандартному режиму 2; выше прочность и по сравнению с полученной по режиму прототипа -6, при удовлетворительной пластичности.From the mechanical properties of BrNHK shown in the table, it can be seen that the use of both ATAO1 and ATAO1 + cpd before aging (modes 3 and 4) provides an increase in the values of σ in , σ 0; 2 practically without a decrease in the ductility of the alloy compared to the properties in the delivery state (mode 1). After aging, the strength characteristics of BrNHK increase regardless of the type of previous treatment. When processing according to the claimed mode 5, the strength and plasticity are higher than when processing according to the standard mode 2; higher strength and in comparison with that obtained according to the mode of the prototype -6, with satisfactory plasticity.

Благодаря одновременному воздействию на заготовку потока газа и акустического поля достигается технический результат, а именно: измельчаются зерна твердого раствора, в том числе и за счет частично прошедших процессов возврата и рекристаллизации, что возможно в случае металлов и сплавов со средним значением энергией дефектов упаковки, к которым относится медь и сплавы на ее основе. Дополнительное упрочнение обеспечивает холодная пластическая деформация сплава со степенью ε=30%. за счет увеличения плотности дислокаций при благоприятном их распределении за счет предшествующей обработки АТАО. Последующее старение обеспечивает рост прочности за счет дисперсных фаз, выделившихся при распаде твердого раствора, что обеспечивает повышение характеристик прочности и упругости бронзы.Due to the simultaneous effect of the gas flow and the acoustic field on the workpiece, a technical result is achieved, namely: the grains of the solid solution are crushed, including due to partially passed processes of return and recrystallization, which is possible in the case of metals and alloys with an average value of the energy of packing faults, to which include copper and its alloys. Additional hardening is provided by cold plastic deformation of the alloy with a degree of ε = 30%. by increasing the density of dislocations with their favorable distribution due to the previous treatment with ATAO. Subsequent aging provides an increase in strength due to dispersed phases released during the decomposition of a solid solution, which provides an increase in the strength and elasticity of bronze.

Claims (1)

Способ термодеформационной обработки заготовки из бронзы БрНХК 2,5-0,7-0,6, включающий нагрев до температуры 150-170°С, выдержку в течение 10 мин и аэротермоакустическую обработку путем охлаждения заготовки в резонаторе газоструйного генератора звука при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ в течение 10-12 мин с последующим старением при температуре 440°С с выдержкой 2,5 часа с охлаждением на воздухе, отличающийся тем, что после аэротермоакустической обработки, перед старением, заготовку подвергают холодной пластической деформации со степенью ε=30%.The method of thermal deformation processing of a workpiece made of bronze BrNHK 2.5-0.7-0.6, including heating to a temperature of 150-170 ° C, holding for 10 minutes and aerothermoacoustic processing by cooling the workpiece in the resonator of a gas-jet sound generator while simultaneously exposed to a gas flow and the acoustic field of the sound frequency range with a sound pressure level in the range of 140-160 dB for 10-12 minutes, followed by aging at a temperature of 440 ° C with an exposure of 2.5 hours with air cooling, characterized in that after aerothermoacoustic treatment, before aging, the workpiece is subjected to cold plastic deformation with a degree of ε = 30%.
RU2020140050A 2020-12-04 2020-12-04 METHOD FOR THERMAL DEFORMATION PROCESSING OF BrNHK 2.5-0.7-0.6BRONZE BILLET RU2757281C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140050A RU2757281C1 (en) 2020-12-04 2020-12-04 METHOD FOR THERMAL DEFORMATION PROCESSING OF BrNHK 2.5-0.7-0.6BRONZE BILLET

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140050A RU2757281C1 (en) 2020-12-04 2020-12-04 METHOD FOR THERMAL DEFORMATION PROCESSING OF BrNHK 2.5-0.7-0.6BRONZE BILLET

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2757281C1 true RU2757281C1 (en) 2021-10-12

Family

ID=78286583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020140050A RU2757281C1 (en) 2020-12-04 2020-12-04 METHOD FOR THERMAL DEFORMATION PROCESSING OF BrNHK 2.5-0.7-0.6BRONZE BILLET

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2757281C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1014973A1 (en) * 1980-12-15 1983-04-30 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Method for treating chromium bronze
US6932876B1 (en) * 1998-09-03 2005-08-23 U.I.T., L.L.C. Ultrasonic impact machining of body surfaces to correct defects and strengthen work surfaces
RU2315129C1 (en) * 2006-05-02 2008-01-20 ОАО "Каменск-Уральский завод по обработке цветных металлов" Method for thermodeformation working of wire of tin-zinc bronze
RU2419674C2 (en) * 2009-01-22 2011-05-27 Общество с ограниченной ответственностью "БРБ-НН" Procedure for processing beryllium bronze for increase of its strength properties
RU2691823C1 (en) * 2018-05-14 2019-06-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") METHOD OF THERMAL TREATMENT OF BILLET OR ARTICLE (SPRINGS) FROM BRONZE BrNCS 2,5-0,7-0,6

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1014973A1 (en) * 1980-12-15 1983-04-30 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Method for treating chromium bronze
US6932876B1 (en) * 1998-09-03 2005-08-23 U.I.T., L.L.C. Ultrasonic impact machining of body surfaces to correct defects and strengthen work surfaces
RU2315129C1 (en) * 2006-05-02 2008-01-20 ОАО "Каменск-Уральский завод по обработке цветных металлов" Method for thermodeformation working of wire of tin-zinc bronze
RU2419674C2 (en) * 2009-01-22 2011-05-27 Общество с ограниченной ответственностью "БРБ-НН" Procedure for processing beryllium bronze for increase of its strength properties
RU2691823C1 (en) * 2018-05-14 2019-06-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") METHOD OF THERMAL TREATMENT OF BILLET OR ARTICLE (SPRINGS) FROM BRONZE BrNCS 2,5-0,7-0,6

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Isadare et al. Effect of heat treatment on some mechanical properties of 7075 aluminium alloy
Wagoner Johnson et al. The influence of microstructure and strain rate on the compressive deformation behavior of Ti-6Al-4V
JP5787643B2 (en) Method for producing single crystal parts made of nickel-base superalloy
JP2018534418A (en) Optimization of hot working of aluminum
JPH0124218B2 (en)
CN103540883B (en) Aging treatment method for lowering residual stress of copper alloy wire
RU2757281C1 (en) METHOD FOR THERMAL DEFORMATION PROCESSING OF BrNHK 2.5-0.7-0.6BRONZE BILLET
Stolyarov et al. Influence of severe plastic deformation on aging effect of Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy
Ratochka et al. Influence of low-temperature annealing time on the evolution of the structure and mechanical properties of a titanium Ti-Al-V alloy in the submicrocrystalline state
Mikhailovskaya et al. Effect of Mn and Cr additions on kinetics of recrystallization and parameters of grain-boundary relaxation of Al-4.9 Mg alloy
JP6718219B2 (en) Method for manufacturing heat resistant aluminum alloy material
RU2691823C1 (en) METHOD OF THERMAL TREATMENT OF BILLET OR ARTICLE (SPRINGS) FROM BRONZE BrNCS 2,5-0,7-0,6
Rosso et al. Development of industrial components by advanced squeeze casting
Hafenstein et al. Simultaneous hot isostatic pressing and solution annealing of aluminum cast alloys followed by instantaneous aging at elevated temperatures
Saito et al. Isothermal aging behaviors of copper–titanium–magnesium supersaturated solid-solution alloys
RU2635113C1 (en) Heat treatment method of product from pseudo-b titanium alloys
RU2433205C1 (en) Manufacturing method of discs of gas-turbine engines from powder heat-resistant alloys on basis of nickel
Thossatheppitak et al. Mechanical properties at high temperatures and microstructures of a nickel aluminum bronze alloy
Khomskaya et al. Effect of high-rate deformation on the structure, the properties, and the thermal stability of copper alloyed with chromium and zirconium
CN110938788B (en) Method for prolonging service life of turbine rear casing casting based on heat treatment improvement
Jeong et al. Effect of microstructure on mechanical properties for A356 casting alloy
JPH11199995A (en) Method for improving creep characteristic of titanium alloy and titanium alloy
Ryndenkov et al. Rheological properties of EP962NP nickel powdered superalloy under deformation in the two-phase region with industrial stamping rates and structural changes corresponding to deformation
Hirai et al. Effect of Bi Addition on Tensile Properties of Sn–Ag–Cu Solder at Low Temperature
Mukhtarov et al. Effect of hot working on the microstructure and tensile properties of a novel PM Re-bearing nickel base superalloy