SU733828A1 - Способ изготовлени штампованных изделий из жаропрочных сталей и сплавов - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к области обработки металлов давлением и может быть использовано при штамповке изделий из жаропрочных сталей и сплавов, например, турбинных лопаток и дисков.

Известен способ изготовлени  изделий из жаропрочных сталей и сплавов, включающий нагрев заготовки до температуры гор чей деформадии , предварительную штамповку, нагрев и окончательную штамповку (в частности, на молоте) -со степенью деформации 3-10%)

11 Недостатком известного способа (при штамповке на молоте)  вл етс  невысокое качество изделий ввиду трудности обеспечени  задшшого размера аустгнитного зерна металла издели .

Целью изобретени   вл етс  устранение указанного недостатка при молотовой штамповке , а именно, повышение качества изделий за счет обеспечени  заданного размера аустенетиого зерна.

Цель достигаетс  тем, что интервалы между ударами молота при окончательной штамповке

составл ют 0,5-10 сек., обща  длительность окончательной штамповки составл ет сек., а суммарна  степень деформации заготовки при окончательной штамповке превышает диапазон критических степеней деформации на 2-13%.

Получение заданного размера аустенитного зерна в издели х, штампованных на молотах, св зано с необходимостью обеспечени  таких температурно-временных параметров штампов10 ки (различных дл  различных марок сталей и сплавов), которые бы обеспечили возможность получени  суммарной деформации за несколько ударов молота как суммы деформаций за отдельные удары, т.е. чтобы в промежутках

15 между ударами молота, при выбранных температурах деформации, не успевали бы протекать процессы рекристаллизации обработки, снимающие упрочнение от предшествующей деформации.

20

Нижний и верхний пределы временного интервала между ударами определ ютс  величиной превышени  температуры деформируемой заготовки в интервал, времени между удара-.

ми относительно порога рекристаллизации обработки дл  выбранной марки сплава (стали) и диапазона степеней деформации металла в различных участках заготовки за один удар молота. При этом минимальное значение временного интервала (0,5 сек) относитс  к случаю , когда температура конца предшествуюшей деформации (на металле заготовки) превышает порог рекристаллизации обработки на максимальную величину. (180-200)°С. Дл  достижени  этого величина относительной деформации заготовки за предшествующий удар, должна быть предельно большой (4-5)%. i., Максимальное значение временного интервала (10 сек) относитс  к случаю, когда величина относительной деформации заготовки за предшествующий удар бьша минимальной (.«w 1%), и превышение, температуры, предшествующей деформации относительно порога рекристаллизации обработки было минимальным (20-30)°С

Ограничение общей длительности цикла окончательной штамповки (8-35 сек.) св зано с трем  основными причинами:

1)ограничением снижени  температуры штамповки, поскольку это св зано с существенным возрастанием сопротивлени  заготовки деформированию;

2)расширением диапазона критических степеней деформации при снижении температуры коща деформации и, в св зи с этим, увеличением веро тности попадани  отдельных участков заготовки в зоны критических степеней деформации при тех же суммарных величинах деформации;

3)увеличением веро тности получени  недопустимо крупного зерна в зонах заготовки

с заторможенным течением металла, (где относительна  деформаци  существенно ниже средней (расчетной) в выбранном сечении заготовки ), так как в этих зонах подготовительные этапы процесса рекристаллизации обработки могут полностью не прерыватьс  частными обжати ми при каждом ударе молота, и при определенной длительности цикла штамповки, процесс рекристаллизации Обработки в этих зонах может начатьс  до окончани  штамповки т.е. в этом случае в указанных зонах суммарные деформации не будут равны -сумме частных деформаций за все удары молота, а значит суммарна  деформаци  в этих зонах может не оказатьс  закритической, что приведет к по влению недопустимо крупного зерна в этих зонах.

Численные пределы общей длительности цикла штамповки получены опытным путем на жаропрочных сплавах типа Н65ВМТИ (ЭИ-893) дл  различных температур и степеней деформации.

Таким образом, новый положительный эффект , создаваемый за счет введени  указанных временных интервалов, св зан с обеспечением получени  заданного размера аустенитного зерна при штамповке заготовок из жаропрочных сталей и сплавов на молотах за несколько ударов.

Ввиду того, что при штамповке изделий на молотах в оптимальном интервале температур

из всех жаропрочных сплавов и сталей рекристаллизаци  металла штампуемых заготовок не успевает протекать во врем  деформации, металл заготовок упрочн етс  в процессе деформации , и поэтому сопротивление заготовок

деформированию существенно возрастает с увеличением относительной деформации. В св зи с этим, дл  обеспечени  возможности штамповки заготовок максимальных габаритов с заданным размером аустенитного зерна, обща 

деформаци  при изготовлении заготовок распредел етс  между предварительной и окончательной штамповками таким образом, чтобы при окончательной штамповке велтшна относительной деформации по всему объему заготовки (с учетом неравномерного ее распределени ) находилась на уровне минимальных величин закритических степеней деформации (5-20)% дл  различных марок жаропрочных сплавов и сталей, т.е. на (2-15)% превышающих диапазон критических степеней деформации).

При окончательной штамповке относительные деформации, получаемые в заготовке за отдельные удары молота суммируютс  и составл ют за весь цикл штамповки закритическую

величину (5-20)%.

За интервал времени между ударами молота могут протекать процессы отдыха, полигонизации и начальные стадии процесса рекристаллизации обработки. Однако площади, зан тые вновь образованными рекристаллизованными зернами за интервалы между ударами не должны превышать площадей, соответствующих максимально допустимому размеру зерна. При

этом дл  различных марок жаропрочных сплавов и сталей и различных фактических температур деформации интервалы времени между ударами не должны превышать (0,5-10) сек, а обща  длительность окончательной штамповки

не Должна превышать (8-3$ сек. После окон с

чательнои штамповки, ввиду недопустимо большого интервала времени между штамповкой и правкой, во избежание по влени  крупного зерна при последующей термообработке, производ т совмещенную обрезку обло  и правку (На обрезном прессе, при которой практически исключаютс  дополнительные малые (критические ) деформации (вытеснение металла в облой ) по телу заготовки. Дл  жестких заготовок , не подвергающихс  недопустимо большим короблени м при обычной (несовмещенной) обрезке обло  на обрезных прессах, производ т после окончательной штамповки обычную обрезку обло  на обрезном прессе без последующей правки.

Пример. Проводилась опытна  штамповка заготовок тзфбинных лопаток из сплава ЭИ-893/ХН65В9 М4ЮТ длиной 730 мм и весом 30 кг.

Заготовки нагревались до температуры 1150°С, предварительно штамповались на штамповочном молоте с массой падаюшлх частей 25 т. за несколько ударов молота в интервале температур (1000-1140) °С, с недоштамповкой, обеспечивающей при окончательной штамповке относительную деформацию по телу заготовки в пределах (8-20)%, обрезали на заготовках облой на обрезном прессе.

Затем заготовки нагревали до температуры 1150°С, окончательно штамповали на том же молоте за 5-6 ударов с интервалами между ударами (1-5) сек и обшей длительностью цикла штамповки (15-20) сек. Размер аустеинтного зерна, полученный в штампованных издели х, находилс  в основном в пределах - S 0,8 мм, отдельные зерна до 1 мм, при допускаемом размере зерна 1 мм.

Использование предлагаемого способа изготовлени  штампованных изделий из жаропрочных сталей и сплавов обеспечивает по сравнению с известным способом возможность штамповки крупногабаритных изделий с заданным

размером аустенитного зерна, в результате чего возрастает приблизительно в 2 раза зксштуатационна  стойкость изделий, например, лопаток.

Claims (2)

1.Маевский И. Л. Обработка давлением

30 .жаропрочных сплавов, М., 1964, с. 30-32, 46, 115-117.

2.Журнал Кузнечно-штамповочное производство , 1977, N 5, с. 22-23 (прототип).