RU2800641C1 - Method for producing i-beam from titanium alloy - Google Patents
Method for producing i-beam from titanium alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2800641C1 RU2800641C1 RU2023110390A RU2023110390A RU2800641C1 RU 2800641 C1 RU2800641 C1 RU 2800641C1 RU 2023110390 A RU2023110390 A RU 2023110390A RU 2023110390 A RU2023110390 A RU 2023110390A RU 2800641 C1 RU2800641 C1 RU 2800641C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformation
- rolling
- workpiece
- passes
- titanium alloy
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится прокатному производству и может быть использовано при прокатке двутавров из титановых сплавов на обжимных станах.The invention relates to rolling production and can be used in the rolling of I-beams made of titanium alloys on swaging mills.
Известно изобретение [1] (Патент RU №2487955 С1 МПК С22С 14/00; С22F1/18; F28F3/00, опубликовано 20/07/2013, бюл. №20): где лист из чистого титана, содержащий титан и неизбежные примеси, имеет предел текучести 215 МПа или выше, лист из чистого титана имеет средний размер d зерна его структуры 25 мкм или больше и 75 мкм или меньше, и лист из чистого титана имеет гексагональную кристаллическую структуру, при этом соответствующие зерна в гексагональной кристаллической структуре имеют среднее значение коэффициентов Шмидта (SF) двойников (11-22) с направлением прокатки в качестве их осей.An invention is known [1] (Patent RU No. 2487955 C1 IPC C22C 14/00; C22F1/18; F28F3/00, published 20/07/2013, bull. No. 20): where a sheet of pure titanium containing titanium and inevitable impurities, has a yield strength of 215 MPa or higher, the pure titanium sheet has an average grain size d of its structure of 25 μm or more and 75 μm or less, and the pure titanium sheet has a hexagonal crystal structure, while the corresponding grains in the hexagonal crystal structure have an average value Schmidt coefficients (SF) of twins (11-22) with rolling direction as their axes.
Недостатком данного способа является то, что оно предназначено для листового проката титановых сплавов. The disadvantage of this method is that it is intended for sheet metal titanium alloys.
Известен способ изготовления двутавра для шахтных монорельсовых дорог [2] (Патент RU №2425896 C1, МПК С21D8/00, С21D1/02, опубликовано 10.08.2011, бюл. №22), включающий нагрев заготовки, прокатку при температуре 1040-1100°С, предварительное ускоренное охлаждение отдельных элементов профиля с температуры конца прокатки, выдержку, прерванную закалку до среднемассовой температуры 740-790°С и окончательное охлаждение на воздухе, при этом прокатку проводят до суммарного обжатия 80-85% от площади поперечного сечения раската с последующей выдержкой в течение 12-18 с и формированием готового профиля, после чего одновременно, в течение 0,35-0,45 с, осуществляют предварительное ускоренное охлаждение полок по центру с внешней стороны и в местах сопряжения полок со стенкой профиля, а затем, после выдержки в течение 0,05-0,07 с, проводят прерванную закалку полок одновременно с внутренней и внешней сторон в течение 0,60-0,75 с.A known method of manufacturing an I-beam for mine monorail roads [2] (Patent RU No. 2425896 C1, IPC C21D8/00, C21D1/02, published 10.08.2011, bull. No. 22), including heating the workpiece, rolling at a temperature of 1040-1100°C , preliminary accelerated cooling of individual elements of the profile from the temperature of the end of rolling, exposure, interrupted hardening to an average mass temperature of 740-790 ° C and final cooling in air, while rolling is carried out until a total reduction of 80-85% of the cross-sectional area of the rolled product, followed by exposure to for 12-18 s and the formation of the finished profile, after which, simultaneously, for 0.35-0.45 s, preliminary accelerated cooling of the shelves is carried out in the center from the outside and in the places where the shelves mate with the profile wall, and then, after exposure to for 0.05-0.07 s, interrupted hardening of the shelves is carried out simultaneously from the inner and outer sides for 0.60-0.75 s.
Недостатком данного изобретения является то, что оно предназначено для прокатки стальных двутавров.The disadvantage of this invention is that it is intended for rolling steel I-beams.
Известен способ прокатки заготовок из титановых сплавов на реверсивном стане [3] (патент RU 2025153 C1 МПК В21В3/00, опубликовано 30.12.1994), включающий обжатие металла валками с получением недоката. При этом недокат получают с обжатием при угле захвата до 30o, соразмерном углу трения, и с длиной деформируемой части, равной 1,5 - 2,0 длинам очага деформации, а затем устанавливают дополнительное обжатие величиной до 0,6 первоначального и катают слиток на всю длину со стороны обжатого конца с соответствующим суммарным обжатием.A known method of rolling blanks of titanium alloys on a reversing mill [3] (patent RU 2025153 C1 IPC B21V3/00, published on 12/30/1994), including the compression of the metal by rolls to obtain an underroll. In this case, the undercut is obtained with compression at a grip angle of up to 30o, commensurate with the angle of friction, and with the length of the deformable part equal to 1.5 - 2.0 lengths of the deformation zone, and then an additional reduction of up to 0.6 of the initial one is set and the ingot is rolled to the full length from the side of the reduced end with the corresponding total reduction.
Недостатком данного способа является то, что предназначено для прокатки простых сортовых заготовок, где возможна кантовка на 90⁰.The disadvantage of this method is that it is intended for rolling simple billets, where 90⁰ canting is possible.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения сортового проката из титановых сплавов [4] (патент RU №2175581 C2 МПК В21В3/00, опубликовано10.112001, бюл.№31), включающий нагрев предварительно деформированной заготовки и многопроходовую радиально-сдвиговую деформацию, отличающийся тем, что нагрев заготовки осуществляют до температуры на 20 - 60°С ниже температуры полного полиморфного превращения, а многопроходовую прокатку ведут при постоянной скорости вращения валков в установившемся режиме деформирования, причем обжатие в каждом проходе назначают в зависимости от величины снижения температуры прокатываемого металла и определяют согласно выражению
где ε1- логарифмическая степень деформации;
Δtd - приращение температуры прокатываемого металла за счет энергии деформации, °С;
С - теплоемкость металла при температуре деформации, Дж/(кг•°С);
ρ - плотность металла, кг/м3;
Рc- среднее удельное давление, МПа.The closest in technical essence to the claimed invention is a method for producing long products from titanium alloys [4] (patent RU No. 2175581 C2 IPC B21V3 / 00, published 10.112001, bul. deformation, characterized in that the billet is heated to a temperature of 20 - 60 ° C below the temperature of complete polymorphic transformation, and multi-pass rolling is carried out at a constant speed of rotation of the rolls in a steady deformation mode, and the reduction in each pass is assigned depending on the magnitude of the decrease in the temperature of the rolled metal and determined according to the expression
where ε1 is the logarithmic degree of deformation;
Δtd - temperature increment of the rolled metal due to deformation energy, °С;
C is the heat capacity of the metal at the deformation temperature, J/(kg•°C);
ρ - metal density, kg/m3;
Pc - average specific pressure, MPa.
Недостатком известного способа является то, что описанная технология рассчитана на прокатку, которая происходит в разнополярном направлении (радиально-сдвиговая), с применением кантовок сортового профиля, а также температуры прокатки соответствовали более низким температурам прокатки (с однородной полиморфной α фазой).The disadvantage of the known method is that the described technology is designed for rolling, which takes place in a different polar direction (radial shear), with the use of rolled sections, and the rolling temperatures corresponded to lower rolling temperatures (with a homogeneous polymorphic α phase).
Технический результат на достижение которого направлено предлагаемое изобретение является: изготовление двутавра из титанового сплава, а также улучшение качества прокатываемого профиля за счет исключения кривизны, тем самым получение профиля с более точной геометрией и тем самым снижение КИМ (коэффициента использования металла) при металлообработке у потребителя.The technical result to which the present invention is directed is: the manufacture of an I-beam from a titanium alloy, as well as improving the quality of the rolled profile by eliminating curvature, thereby obtaining a profile with a more accurate geometry and thereby reducing the CMM (metal utilization rate) during metalworking at the consumer.
Указанный технический результат обеспечивается благодаря тому, что в способе получения двутавра из титанового сплава, включающий нагрев и многопроходную деформацию в двухвалковых калибрах, в соответствии с изобретением прокатку производят в горячем состоянии, при температуре начала проката 1050⁰С-1100⁰С, где для разрушения межкристаллических связей поверхности заготовки с α – фазой, в начальных проходах, используют степень деформации ε менее 10%, а по мере снижения сопротивления деформации увеличивают степень деформации ε до 20%.The specified technical result is ensured due to the fact that in the method for producing an I-beam from a titanium alloy, including heating and multi-pass deformation in two-roll calibers, in accordance with the invention, rolling is carried out in a hot state, at a rolling start temperature of 1050⁰С-1100⁰С, where for the destruction of intercrystalline bonds of the surface of the workpiece with α - phase, in the initial passes, use the degree of deformation ε less than 10%, and as the resistance to deformation decreases, the degree of deformation ε increases to 20%.
Кроме этого, в зависимости от размера сечения и времени нагрева заготовки количество проходов с деформацией ε менее 10% составляет от 1 до 12 проходов. In addition, depending on the size of the section and the heating time of the workpiece, the number of passes with a deformation ε of less than 10% is from 1 to 12 passes.
Кроме этого, для ускорения разрушения межкристаллических связей поверхности заготовки с α – фазой, производят кантовку заготовки на 180⁰, через каждый 1-2 прохода.In addition, to accelerate the destruction of intercrystalline bonds of the surface of the workpiece with the α-phase, the workpiece is tilted by 180⁰, every 1-2 passes.
Кроме этого, прокатку производят без прямого водяного охлаждения валков. In addition, rolling is carried out without direct water cooling of the rolls.
Кроме этого, после прокатки заготовки ее неподвижно фиксируют и удерживают в зоне между двух взаимно-параллельных плоскостей не менее 15 мин. In addition, after rolling the billet, it is motionlessly fixed and held in the zone between two mutually parallel planes for at least 15 minutes.
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами, на которых изображены:The essence of the invention is illustrated by the following drawings, which show:
ФИГ.1. – график сопротивления деформации стали Ст3;FIG.1. - graph of resistance to deformation of steel St3;
ФИГ.2. – график коэффициентов сопротивления деформации Ст3.FIG.2. - graph of coefficients of resistance to deformation St3.
Степенной kε и температурный kт;Power k ε and temperature k t ;
ФИГ.3. – график кривы течения титановых сплавов;FIG.3. – graph of the flow curve of titanium alloys;
ФИГ.4. - Монтажная схема;FIG.4. - Assembly diagram;
ФИГ.5. - Схема прокатки в обжимной клети двутавра 20К из стали;FIG.5. - Scheme of rolling in a crimping stand of an I-beam 20K made of steel;
ФИГ.6. Схема прокатки в обжимной клети двутавра 20К из титана.FIG.6. Scheme of rolling in the crimping stand of an I-beam 20K made of titanium.
ФИГ.7. Схема прокатки в обжимной клети двутавра 134x530x24 из титаносодержащего сплава.FIG.7. Scheme of rolling in a crimping stand of an I-beam 134x530x24 from a titanium-containing alloy.
Экспериментально установлено, что степень деформации ε более 20% при снижении сопротивления, при указанных температурах прокатки может привести к снижению вытяжки металла и получению превышенного уширения. Для обеспечения разрушения межкристаллических связей поверхности заготовки с α – фазой при температурах ниже 1050⁰С будет затруднителен, т.к. заданная температура не позволит прогреть внутреннюю часть металла с β-фазой для получения пластических свойств. Для обеспечения разрушения межкристаллических связей поверхности заготовки с α – фазой при температурах выше 1100⁰С произойдет перегрев поверности металла, что приведет к необратимым последствиям и создании трудноразрушаемого альфированного слоя.It has been experimentally established that the degree of deformation ε of more than 20% with a decrease in resistance, at the indicated rolling temperatures, can lead to a decrease in metal drawing and obtaining excessive broadening. To ensure the destruction of intercrystalline bonds of the workpiece surface with the α-phase at temperatures below 1050⁰С, it will be difficult, because the given temperature will not allow heating the inner part of the metal with the β-phase to obtain plastic properties. To ensure the destruction of intercrystalline bonds of the surface of the workpiece with the α-phase at temperatures above 1100⁰С, the surface of the metal will overheat, which will lead to irreversible consequences and the creation of a hard-to-break alpha layer.
В начальных проходах, для разрушения межкристаллических связей поверхности заготовки с α – фазой, используют степень деформации ε менее 10%, потому, что повышенное значение деформации приведет к защемлению металла, который имеет низкую пластичность и как следствие к поломке буртов на валках.In the initial passes, to destroy the intercrystalline bonds of the surface of the workpiece with the α - phase, use the degree of deformation ε less than 10%, because the increased value of the deformation will lead to pinching of the metal, which has low ductility and, as a result, breakage of the shoulders on the rolls.
Прокатку производят без прямого водяного охлаждения валков для исключения окисления поверхности и образования новых межкристаллических связей α – фазы.Rolling is carried out without direct water cooling of the rolls to prevent surface oxidation and the formation of new intercrystalline bonds of the α-phase.
После прокатки заготовки ее неподвижно фиксируют и удерживают в зоне между двух взаимно-параллельных плоскостей не менее 15 мин. для снижения остаточных напряжений и исключения кривизны заготовки при остывании и образовании α – фазы на поверхности заготовки.After rolling the billet, it is motionlessly fixed and held in the zone between two mutually parallel planes for at least 15 minutes. to reduce residual stresses and eliminate the curvature of the workpiece during cooling and the formation of an α-phase on the surface of the workpiece.
Сущность изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.
Известно, [5] (Целиков А.И. Теория прокатки. А.И. Целиков, А.Д. Томлено и др. / Металлургия. -1982. – 335с.), что при прокатке стальных профилей сопротивление деформации с повышением температуры непрерывно падает по логарифмической зависимости (ФИГ.1) [5]. It is known [5] (Tselikov A.I. Theory of rolling. A.I. Tselikov, A.D. Tomleno et al. / Metallurgy. -1982. - 335s.) that when rolling steel profiles, the resistance to deformation with increasing temperature is continuously falls on the logarithmic dependence (FIG.1) [5].
По графикам коэффициентов влияния степени деформации kε и температуры kт (ФИГ.2.) на сопротивление деформации видна обратно-пропорциональная зависимость, другими словами, для достижения равновесного состояния сопротивления деформации необходимо при увеличении степени деформации на коэффициент kε, увеличивать температуру, для снижения коэффициента kт. Такой процесс применяется при горячей прокатке практически всех сталей, и при расчете режимов обжатий на первых проходах, когда температура выше, а уширение минимально, применяются максимальные степени обжатия, соответственно, когда температура логарифмически снижается, а уширение пропорционально увеличивается, степень обжатия задается меньше. According to the graphs of the coefficients of influence of the degree of deformation k ε and temperature k t (FIG.2.) on the resistance to deformation, an inversely proportional relationship is visible, in other words, to achieve an equilibrium state of resistance to deformation, it is necessary to increase the degree of deformation by the coefficient k ε to increase the temperature, for reducing the coefficient k t . Such a process is used for hot rolling of almost all steels, and when calculating the reduction modes in the first passes, when the temperature is higher and the expansion is minimal, the maximum reduction ratios are applied, respectively, when the temperature decreases logarithmically and the expansion increases proportionally, the reduction ratio is set less.
Известно [6] (Столяров В.В. Влияние комбинированных схем деформации на структуру и механические свойства титановых сплавов / В.В. Столяров // Actual Problems in Machine Building. 2015. - №2. – С. 358-362), что при прокатке титановых сплавов существует кардинальное отличие в том, что сопротивление деформации в зависимости от температуры имеет полиноминальную зависимость с зонами падения и роста сопротивления деформации от температуры. Для прокатки простых профилей из титановых сплавов используют комбинированные схемы деформации. It is known [6] (Stolyarov V.V. Influence of combined deformation schemes on the structure and mechanical properties of titanium alloys / V.V. Stolyarov // Actual Problems in Machine Building. 2015. - No. 2. - P. 358-362) that when rolling titanium alloys, there is a fundamental difference in that the deformation resistance depending on temperature has a polynomial dependence with zones of drop and increase in deformation resistance with temperature. For rolling simple profiles made of titanium alloys, combined deformation schemes are used.
Согласно аналитическому исследованию [7] (Потапов А.И. Сопротивление деформации титановых сплавов при температурах тёплой и горячей обработки металлов давлением / А.И. Потапов, С.В. Харитонин // Заготовительные производства в машиностроении - №3. – 2013. – С.18-22.) подтверждается полиноминальная зависимость влияния температуры, в качестве примера на ФИГ.3 представлены зависимости сопротивления деформации для сплава ВТ6, при разных скоростях и температурах деформации, однако данное исследование проводилось для одноосного нагружения (штамповке со свободным уширением), при которой по мере обжатия контактная площадь между пуансоном (матрицей) и заготовкой непрерывно увеличивается. Согласно теории пластической деформации любые металлы (за исключением температурных зон фазовых переходов), при увеличении температуры имеют большую подвижность атомов, а соответственно увеличение пластических свойств. Непропорциональная зависимость для титановых сплавов объясняется в работе [8] (Колачёв Б.А. Влияние водорода на окисление титанового сплава ВТ6Ч / Б.А. Колачев, Ю.Б, Егорова. // Известия вузов. Цветная металлургия. - №2. – 2008.), где на примере титанового сплава ВТ6Ч (на котором это свойство ярко проявляется), представлено исследование, что при температурах выше 800⁰С, при длительном нагреве в печи (в качестве примера 3 часа), на поверхности заготовки образуется α фаза, с устойчивыми межкристаллическими связями и повышенной микротвердостью, при этом в сердцевине заготовки преобладает область β фазы, поэтому структура сердцевины достаточно пластичная. Соответственно при прокатке титановых сплавов необходимо учитывать данное свойство и разрабатывать калибровку с учётом низкой пластичности заготовки первых проходах, а также повышенного уширения металла.According to an analytical study [7] (Potapov A.I. Deformation resistance of titanium alloys at temperatures of warm and hot metal forming / A.I. Potapov, S.V. Kharitonin // Procurement production in mechanical engineering - No. 3. - 2013. - P.18-22.) the polynomial dependence of the temperature effect is confirmed, as an example, FIG.3 shows the dependences of the deformation resistance for the VT6 alloy, at different speeds and temperatures of deformation, however, this study was carried out for uniaxial loading (forging with free broadening), at which, as the compression increases, the contact area between the punch (matrix) and the workpiece continuously increases. According to the theory of plastic deformation, any metals (with the exception of the temperature zones of phase transitions), with increasing temperature, have a greater mobility of atoms, and, accordingly, an increase in plastic properties. The disproportionate dependence for titanium alloys is explained in [8] (Kolachev B.A. The effect of hydrogen on the oxidation of titanium alloy VT6Ch / B.A. Kolachev, Yu.B., Egorova. // News of universities. Non-ferrous metallurgy. - No. 2. - 2008.), where, using the example of titanium alloy VT6Ch (on which this property is clearly manifested), a study is presented that at temperatures above 800⁰С, with prolonged heating in a furnace (as an example, 3 hours), an α phase is formed on the surface of the workpiece, with stable intercrystalline bonds and increased microhardness, while the β phase region prevails in the core of the workpiece, so the structure of the core is quite plastic. Accordingly, when rolling titanium alloys, it is necessary to take into account this property and develop a calibration taking into account the low plasticity of the workpiece in the first passes, as well as the increased broadening of the metal.
При прокатке двутавров в обжимной клети, для закрытых и открытых калибров (ФИГ.4.) расчет степени обжатия производится с расчетом уширения полок и обжатия стенки, поэтому относительные обжатия определяются отношением суммарных обжатий по поверхности профиля из предыдущего и последующего проходов.When rolling I-beams in a crimping stand, for closed and open calibers (FIG.4.), the calculation of the degree of compression is carried out with the calculation of the broadening of the shelves and the compression of the wall, therefore, the relative reductions are determined by the ratio of the total reductions on the profile surface from the previous and subsequent passes.
Для прокатки фасонных профилей (в том числе двутавров), использование комбинированных схем, как описано в работе [6], или непрерывной кантовки как в изобретении [4], для смены вектора деформации, из-за особенностей профиля не представляется возможным.For rolling shaped profiles (including I-beams), the use of combined schemes, as described in [6], or continuous turning, as in the invention [4], to change the deformation vector, is not possible due to the profile features.
Также производить прокатку с постоянным уширением, как описано в работе [7] на примере осадки (одноосном нагружении) в силу особенности конструкции двутавра и необходимости получения готового профиля с определенной толщиной полки также невозможно.It is also impossible to perform rolling with constant broadening, as described in [7] using the example of settlement (uniaxial loading), due to the design features of the I-beam and the need to obtain a finished profile with a certain flange thickness.
Согласно монтажной схемы (на ФИГ.4 в качестве примера монтажная схема для двутавра 20К), необходимость получения профиля в обжимной клети, соответствующего чистовому калибру III, для стальных профилей производится с расчетом обжатий по логарифмической зависимости (на ФИГ.5 в качестве примера схема обжатий подката для двутавра 20К из стали).According to the wiring diagram (FIG.4 as an example, the wiring diagram for an I-beam 20K), the need to obtain a profile in the crimping stand corresponding to the finishing caliber III, for steel profiles is made with the calculation of compressions according to a logarithmic dependence (in FIG.5, as an example, the compression scheme rolled for I-beam 20K steel).
В качестве решения поставленной задачи, для прокатки титановых сплавов, после нагрева заготовки под прокатку, с учетом времени нагрева и температуры, в предлагаемом изобретении, предлагается задавать меньшие значения относительных обжатий, для снижения сопротивления деформации и повышенного уширения в первых проходах. После снижения степени деформации, за счёт «размягчения» α фазы поверхности заготовки и тем самым повышения пластичности, относительные обжатия увеличиваются и в последних проходах, по мере прохождения прокатки, обратно снижаются, другими словами график относительных обжатий также будет обратно-пропорционален графику температур, относительно сопротивления деформации.As a solution to the problem, for rolling titanium alloys, after heating the workpiece for rolling, taking into account the heating time and temperature, in the proposed invention, it is proposed to set lower values of relative reductions to reduce deformation resistance and increased broadening in the first passes. After reducing the degree of deformation, due to the “softening” of the α phase of the workpiece surface and thereby increasing plasticity, the relative reductions increase and in the last passes, as rolling progresses, they decrease back, in other words, the graph of relative reductions will also be inversely proportional to the temperature graph, relative to deformation resistance.
Для прокатки заготовки из титановых сплавов предлагается схема обжатий, без изменения калибровки валков, с получением аналогичного профиля, за счет изменения режимов обжатий, при учете прямого или обратно-пропорционального температурного коэффициента, в зависимости от температуры (на ФИГ. 6. в качестве примера схема обжатий подката для двутавра 20К из титана).For rolling a workpiece made of titanium alloys, a reduction scheme is proposed, without changing the roll calibration, with obtaining a similar profile, by changing the reduction modes, taking into account the direct or inversely proportional temperature coefficient, depending on temperature (in FIG. 6. as an example, the scheme roll reduction for I-beam 20K made of titanium).
В отличии от прототипа, где прокатка происходит в разнополярном направлении (радиально-сдвиговая), как описано в работе [6] с применением кантовок сортового профиля, а также температуры прокатки соответствовали более низким температурам прокатки (с однородной полиморфной α фазой), в предлагаемом изобретении данная зависимость недопустима, т.к. прокатка фасонного профиля происходит в двухплоскостном деформировании с кантовкой на 180 градусов, и отсутствует «размягчение» (перекристализация) α структуры на поверхности металла, за счет отсутствия смены плоскости обжатия. В предлагаемом изобретении режим обжатия определяется полиноминальной зависимостью, а не логарифмической, также в предлагаемом изобретении за счет высоких температур внутренняя часть заготовки после нагрева и с отсутствием окисления поверхности имеет β фазу, которая обладает большей пластичностью.In contrast to the prototype, where rolling occurs in a multipolar direction (radial-shear), as described in [6] with the use of roll bars, and the rolling temperatures corresponded to lower rolling temperatures (with a homogeneous polymorphic α phase), in the proposed invention this dependency is invalid, because shaped profile rolling occurs in two-plane deformation with 180 degree canting, and there is no “softening” (recrystallization) of the α structure on the metal surface, due to the absence of a change in the compression plane. In the proposed invention, the compression mode is determined by a polynomial dependence, and not a logarithmic one, also in the proposed invention, due to high temperatures, the inner part of the workpiece after heating and with the absence of surface oxidation has a β phase, which has greater plasticity.
Испытание по технологии предлагаемого изобретения были осуществлены в цехе широкополочных балок АО «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат». Testing according to the technology of the proposed invention was carried out in the workshop of wide-shelf beams of JSC EVRAZ Nizhny Tagil Iron and Steel Works.
Исходную заготовку для двутавра сечением 290 х 380 мм нагревали до температуры 1050⁰С-1100⁰С, где для разрушения межкристаллических связей поверхности заготовки с α – фазой, в начальных проходах использовали степень деформации ε менее 10%, а по мере снижения сопротивления деформации увеличивают степень деформации ε до 20%. (ФИГ.6)The initial workpiece for an I-beam with a cross section of 290 x 380 mm was heated to a temperature of 1050⁰С-1100⁰С, where, in order to destroy the intercrystalline bonds of the surface of the workpiece with the α-phase, in the initial passes, the degree of deformation ε was used less than 10%, and as the resistance to deformation decreases, the degree of deformation ε is increased to 20%. (FIG. 6)
Пример 1:Example 1:
Прокатку ведут в обжимной клети в трех калибрах согласно ФИГ.4 за 19 проходов по следующей схеме (ФИГ.6):Rolling is carried out in a crimp stand in three calibers according to FIG.4 for 19 passes according to the following scheme (FIG.6):
- 2 прохода в I-м калибре с относительным обжатием 8% и 8,5%, кантовка на 180º;- 2 passes in the I-th caliber with a relative reduction of 8% and 8.5%, canting by 180º;
- 2 прохода в I-м калибре с относительным обжатием 1,5% и 4,8 %, кантовка на 180º;- 2 passes in the I-th caliber with a relative reduction of 1.5% and 4.8%, tilting by 180º;
- 2 прохода в I-м калибре с относительным обжатием 1,7% и 5,0 %, кантовка на 180º;- 2 passes in the I-th caliber with a relative reduction of 1.7% and 5.0%, tilting by 180º;
- 2 прохода в I-м калибре с относительным обжатием 1,8% и 5,5 %, кантовка на 180º;- 2 passes in the I-th caliber with a relative reduction of 1.8% and 5.5%, tilting by 180º;
- 2 прохода в I-м калибре с относительным обжатием 2,0% и 6,0 %, кантовка на 180º;- 2 passes in the I-th caliber with a relative reduction of 2.0% and 6.0%, tilting by 180º;
- 2 прохода в I-м калибре с относительным обжатием 4,3% и 9,0 %, кантовка на 180º;- 2 passes in the I-th caliber with a relative reduction of 4.3% and 9.0%, tilting by 180º;
- 2 прохода в I-м калибре с относительным обжатием в 13-м проходе 4,8%, в 14-м проходе обжатие увеличивают до 35 %, кантовка на 180º;- 2 passes in the 1st pass with a relative reduction in the 13th pass of 4.8%, in the 14th pass the reduction is increased to 35%, turning by 180º;
- 2 прохода в I-м калибре с относительным обжатием в 15-м проходе 23%, в 16-м проходе - 40 %, кантовка на 180º;- 2 passes in the 1st caliber with a relative reduction in the 15th pass of 23%, in the 16th pass - 40%, turning by 180º;
- 2 прохода в II-м калибре, с уменьшением относительного обжатия в 17-м проходе до 8%, и увеличением в 18- м проходе до 27%;- 2 passes in the 2nd caliber, with a decrease in the relative reduction in the 17th pass up to 8%, and an increase in the 18th pass up to 27%;
- 1 проход в III-м калибре с относительным обжатием 5%.- 1 pass in the third gauge with a relative reduction of 5%.
Пример 2:Example 2:
Прокатку ведут в обжимной клети в четырех калибрах за 11 проходов по следующей схеме (ФИГ.7):Rolling is carried out in a crimp stand in four calibers for 11 passes according to the following scheme (FIG.7):
- 2 прохода в I-м калибре с относительным обжатием 6% и 4,8%, кантовка на 360º;- 2 passes in the I-th caliber with a relative reduction of 6% and 4.8%, canting by 360º;
- 2 прохода в I-м калибре с относительным обжатием 25% и 27%, кантовка на 360º;- 2 passes in the I-th caliber with a relative reduction of 25% and 27%, 360º tilting;
- 2 прохода в I-м калибре с относительным обжатием 27% и 31%, кантовка на 360º;- 2 passes in the I-th caliber with a relative reduction of 27% and 31%, canting by 360º;
- 2 прохода в II-м калибре с уменьшением относительного обжатия до 2% в 7-м проходе и увеличением до 19% в 8-м проходе, кантовка на 180º;- 2 passes in the 2nd pass with a decrease in the relative reduction to 2% in the 7th pass and an increase to 19% in the 8th pass, 180º tilting;
- 2 прохода в III-м калибре с уменьшением относительного обжатия до 2,3% в 9-м проходе и увеличением до 14% в 10-м проходе, кантовка на 180º;- 2 passes in the III caliber with a decrease in the relative reduction to 2.3% in the 9th pass and an increase to 14% in the 10th pass, turning by 180º;
- 1 проход в IV-м калибре с относительным обжатием 2,7 %.- 1 pass in the IV-th caliber with a relative reduction of 2.7%.
С помощью предлагаемого изобретения можно изготавливать двутавровые профили из титановых сплавов.With the help of the present invention, it is possible to produce I-sections from titanium alloys.
Технико-экономический эффект способа прокатки двутавров из титанистых сплавов, заключается в улучшении качества прокатываемого профиля за счет исключения кривизны, получении профиля с более точной геометрией и тем самым снижение КИМ (коэффициента использования металла) при металлообработке у потребителя. The technical and economic effect of the method of rolling I-beams from titanium alloys is to improve the quality of the rolled profile by eliminating curvature, obtaining a profile with a more accurate geometry and thereby reducing the CMM (metal utilization rate) during metalworking at the consumer.
Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».The analysis of patents and scientific and technical information did not reveal the use of new essential features used in the proposed solution. Therefore, the present invention meets the criterion of "inventive step".
Источники информацииInformation sources
[1] Патент RU №2487955 С1 МПК С22С 14/00; С22F1/18; F28F3/00, опубликовано 20/07/2013 ,бюл. №20;[1] Patent RU No. 2487955 C1 IPC C22C 14/00; C22F1/18; F28F3/00, published 20/07/2013, bul. No. 20;
[2] Патент RU №2425896 C1, МПК С21D8/00, С21D1/02, опубликовано 10.08.2011, бюл. №22;[2] Patent RU No. 2425896 C1, IPC С21D8/00, С21D1/02, published on August 10, 2011, bul. No. 22;
[3] Патент RU 2025153 C1 МПК В21В3/00, опубликовано 30.12.1994;[3] Patent RU 2025153 C1 IPC B21V3/00, published 12/30/1994;
[4] Патент RU №2175581 C2 МПК В21В3/00, опубликовано10.112001, бюл. №31;[4] Patent RU No. 2175581 C2 IPC B21B3 / 00, published 10.112001, bul. No. 31;
[5] Целиков А.И. Теория прокатки. А.И. Целиков, А.Д. Томлено и др. / Металлургия. -1982. – 335с.[5] Tselikov A.I. rolling theory. A.I. Tselikov, A.D. Tomleno and others / Metallurgy. -1982. - 335s.
[6] Столяров В.В. Влияние комбинированных схем деформации на структуру и механические свойства титановых сплавов / В.В. Столяров // Actual Problems in Machine Building. 2015. - №2. – С. 358-362.[6] Stolyarov V.V. Influence of combined deformation schemes on the structure and mechanical properties of titanium alloys / V.V. Stolyarov // Actual Problems in Machine Building. 2015. - No. 2. - S. 358-362.
[7] Потапов А.И. Сопротивление деформации титановых сплавов при температурах тёплой и горячей обработки металлов давлением / А.И. Потапов, С.В. Харитонин // Заготовительные производства в машиностроении - №3. – 2013. – С.18-22.[7] Potapov A.I. Deformation resistance of titanium alloys at temperatures of warm and hot pressure treatment of metals / A.I. Potapov, S.V. Kharitonin // Procurement production in mechanical engineering - No. 3. - 2013. - P.18-22.
[8] Колачёв Б.А. Влияние водорода на окисление титанового сплава ВТ6Ч / Б.А. Колачев, Ю.Б, Егорова. // Известия вузов. Цветная металлургия. - №2. – 2008.[8] Kolachev B.A. Influence of hydrogen on the oxidation of titanium alloy VT6Ch / B.A. Kolachev, Yu.B., Egorova. // News of universities. Non-ferrous metallurgy. - No. 2. – 2008.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2800641C1 true RU2800641C1 (en) | 2023-07-25 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2175581C2 (en) * | 1999-12-15 | 2001-11-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Method for making rolled bars of titanium alloys |
| WO2011079341A2 (en) * | 2009-12-23 | 2011-07-07 | Voestalpine Grobblech Gmbh | Thermomechanical treatment method |
| RU2709568C1 (en) * | 2016-04-22 | 2019-12-18 | Арконик Инк. | Improved finishing methods of extruded titanium articles |
| RU2750752C1 (en) * | 2017-12-18 | 2021-07-02 | Арселормиттал | Steel profile with thickness of no less than 100 mm and method for manufacture thereof |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2175581C2 (en) * | 1999-12-15 | 2001-11-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Method for making rolled bars of titanium alloys |
| WO2011079341A2 (en) * | 2009-12-23 | 2011-07-07 | Voestalpine Grobblech Gmbh | Thermomechanical treatment method |
| RU2709568C1 (en) * | 2016-04-22 | 2019-12-18 | Арконик Инк. | Improved finishing methods of extruded titanium articles |
| RU2750752C1 (en) * | 2017-12-18 | 2021-07-02 | Арселормиттал | Steel profile with thickness of no less than 100 mm and method for manufacture thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Karpov et al. | Radial-shear rolling of titanium alloy VT-8 bars with controlled structure for small diameter ingots (≤ 200 mm) | |
| KR910009976B1 (en) | Method for manufacturing tubes | |
| JP2002525210A (en) | Methods and articles for processing billets from metals and alloys | |
| KR102221443B1 (en) | An improved method for finishing extruded titanium products | |
| US6826940B2 (en) | Method of metal and alloy billet treatment | |
| RU96112649A (en) | METHOD OF MANUFACTURING AXISYMMETRIC DETAILS AND METHODS OF MAKING PREPARATIONS FROM MULTIPHASE ALLOYS FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| CN109097713A (en) | A kind of Ultra-fine Grained Ta material and preparation method thereof | |
| RU2800641C1 (en) | Method for producing i-beam from titanium alloy | |
| US5094698A (en) | Method of making high strength steel parts | |
| Gamin et al. | Studying the influence of radial-shear rolling on thermal deformation conditions of A1050 processing | |
| JP3707799B2 (en) | Zirconium alloy tube manufacturing method | |
| US3575736A (en) | Method of rolling titanium alloys | |
| US2670309A (en) | Metal-working process and product | |
| RU2661125C1 (en) | METHOD OF PRODUCING SEAMLESS COLD-DEFORMED PIPES MADE OF Ti-3Al-2,5V TITANIUM ALLOY | |
| Galkin et al. | Development and experimental testing of the technology for producing deformed bars of alloy D16T from continuously casting billets of small diameter with low elongation ratios | |
| US4268322A (en) | Stress relief of aluminium rings | |
| RU2110600C1 (en) | Method for producing articles from zirconium alloys | |
| Naizabekov et al. | Evolution of the brass microstructure during rolling in relief and smooth rolls | |
| US20090136379A1 (en) | Manufacturing method for wide-range fine-grained magnesium alloy thin-sheet material | |
| Loginov et al. | Analysis of the scheme of nonequal channel angular pressing as applied to the formation of sheet magnesium in a cold state | |
| RU2125916C1 (en) | Method for making articles of zirconium and titanium alloys | |
| RU2798022C1 (en) | Method for manufacturing tubular products from zirconium-based alloy | |
| SU1477487A1 (en) | Method of rolling titanum or titanum alloys sections | |
| US3645124A (en) | Method of forging elongated metal shapes from ingots and resulting product | |
| RU2786705C1 (en) | Method for processing random pipe sections |