WO2015088388A1 - Method for manufacturing cold rolled pipes from alpha- and pseudo-αlpha titanium alloys - Google Patents

Method for manufacturing cold rolled pipes from alpha- and pseudo-αlpha titanium alloys Download PDF

Info

Publication number
WO2015088388A1
WO2015088388A1 PCT/RU2014/000890 RU2014000890W WO2015088388A1 WO 2015088388 A1 WO2015088388 A1 WO 2015088388A1 RU 2014000890 W RU2014000890 W RU 2014000890W WO 2015088388 A1 WO2015088388 A1 WO 2015088388A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
mandrel
carried out
rolling
pseudo
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000890
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Александр Витальевич ПОЛУДИН
Евгения Анатольевна БЕЛОБОРОДОВА
Борис Глебович КРОХИН
Владимир Сергеевич КАЛИНИН
Сергей Викторович ШУШАКОВ
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма"
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 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма"
Priority to UAA201607688A priority Critical patent/UA117850C2/en
Publication of WO2015088388A1 publication Critical patent/WO2015088388A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B23/00—Tube-rolling not restricted to methods provided for in only one of groups B21B17/00, B21B19/00, B21B21/00, e.g. combined processes planetary tube rolling, auxiliary arrangements, e.g. lubricating, special tube blanks, continuous casting combined with tube rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/02—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling heavy work, e.g. ingots, slabs, blooms, or billets, in which the cross-sectional form is unimportant ; Rolling combined with forging or pressing
    • B21B1/024—Forging or pressing

Definitions

  • the invention relates to pipe production, namely to cold rolling of pipes from a- and pseudo-a- alloys based on titanium.
  • the invention can be used for the manufacture of articles of responsible designation intended for use in various fields of the national economy, for example, nuclear energy, shipbuilding, aviation, mechanical engineering, chemical industry, etc.
  • Cold rolling of pipes has a number of advantages compared to pressing and hot rolling, the most important of which are:
  • Hot-rolled pipe blanks serve as a blank for cold rolling of pipes.
  • the structure of titanium-based alloys determines the most important criteria for the quality of semi-finished products, has a significant variety and an extreme impact on mechanical properties.
  • a feature of the production of pipes from titanium-based alloys is that the preparations for their production are ingots obtained by the vacuum arc melting method, in which the melting, casting and hardening processes are connected together and their separate regulation is practically impossible.
  • a significant overheating of the melt occurs and a coarse-grained structure of the ingots is formed, which has a significant inhomogeneity in the cross section and a coarse-grained lamellar microstructure. This causes their reduced deformability and a low set of operational properties of the products.
  • a known method of manufacturing cold-deformed pipes from two-phase alloys based on titanium includes ingot smelting, forging of the ingot in the ⁇ -region or ⁇ and (a + ⁇ ) -region with the end of forging in the (a + p) -region in the intermediate billet with a given yield.
  • An intermediate billet is obtained with a draft of at least 1, 35, a block is made from an intermediate billet, which is pressed into a tube billet and heat treated at a temperature of 30-40 ° C below temperature T pp , and then the tube billet is rolled with an intermediate surface treatment, etching and heat treatment. The hood during rolling is determined by the given formula.
  • the pipes obtained are characterized by high physical and mechanical properties due to the exclusion of the formation of intergranular microcracks.
  • the disadvantages of this method include the fact that The use of this method is narrowly specialized and is limited to the field of manufacture of pipes from two-phase titanium alloys.
  • the rolling of cold-deformed pipes is carried out from a pressed tube billet, which is characterized by an increased specific metal consumption (15-30% compared to rolling) due to the drilling of a central hole before the pressing operation and the presence of a press residue, insufficient dimensional accuracy, in particular difference, the presence of deep scoring on the surface.
  • a limiting factor in the production of a hot-pressed billet is the limited length of the initial billet during pressing.
  • a known method of manufacturing pipes of non-ferrous metals and alloys (RF Patent M.2048219, IPC V21V23 / 00, V21VZ / 00, V21V 19/02, publ. 20.1 1.1995) is a prototype that provides hot screw firmware and rolling on mandrels, in three-roll calibers formed by multicone rolls having an angle of inclination of the conical generatrix to the rolling axis at the entrance to the gauge by 7-25 ° more than before the mandrel toe, with compression in the inlet portion of 0.3-0.8 from the compression in front of the mandrel toe.
  • the method also provides for rolling the stitched sleeve in rolls having two crimp sections (crests), separated by intermediate calibration and rolling sections, the angle of inclination of the generatrix to the rolling axis of one of them being 1.5-5.0 ° less, and the other is greater than the angle of inclination of the generatrix of the input portion of the piercing rolls to the rolling axis.
  • the method allows to increase the yield and improve process stability during processing of expanding metals.
  • the disadvantage of this method is the unstable primary secondary and secondary capture of the workpiece during firmware, due to the large angle of the input cone 4- ⁇ 8 °.
  • the geometrical shape of the mandrel is not optimal, because the tendency of titanium alloys to stick and tear and their low thermal conductivity are not fully taken into account.
  • large frictional forces appear on the surface of the mandrel, under the influence of which intense heating of the metal occurs, which does not allow to withstand the technological temperature range when piercing workpieces made of titanium alloys, as well as intense wear of the surface of the mandrel.
  • the consequence of this is the adhesion of the pressed (stitched) metal on the surface of the substrate, causing instability of the firmware process, the formation of defects on the surface of the workpiece and the distortion of its geometric dimensions, these defects are further inherited in subsequent operations and can lead to marriage.
  • the method does not regulate thermal deformation parameters of the process of manufacturing pipes from non-ferrous metals, in particular from titanium-based alloys, which does not guarantee the production of a microstructure with the required quality indicators.
  • the objective of the invention is:
  • the technical result achieved by the implementation of the invention is the creation of a cost-effective technology for the production of pipes from a- and pseudo-a-titanium alloys, which combines the operations of forming the geometric dimensions and surface quality of products with the formation of a regulated microstructure that provides high technological sky and operational properties of products.
  • the specified technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing cold-rolled pipes from a- and pseudo-a-alloys based on titanium, including ingot smelting, forging the ingot into a cylindrical billet in several transitions with alternating deformation in ⁇ - and ( ⁇ + ⁇ ) - areas, and the last forging transition is carried out in the (a +) -region, machining, obtaining a tube billet by deformation, dressing, annealing, surface treatment of the tube billet, cold rolling with intermediate sections overnight operations and finishing equalization, forging of the ingot into a cylindrical billet is completed with a bite from 2 to 3 after heating in the (a +) region, the piercing and rolling are carried out from one installation, the piercing is carried out at a temperature of 30-90 ° C above the polymorphic transformation temperature (BTT) mnogokonusnymi rollers, the angle of inclination of the generatrix of the cone is equal to the input 5. ⁇ °, calibrated ru
  • the diameter of the mandrel nose is 20 ⁇ 10 mm
  • the subsequent rolling of the pipe billet is carried out after being cooled in air to a temperature of 10-90 ° below the temperature range
  • the tube billet is straightened at a temperature of 350-400 ° C
  • the subsequent oxidative annealing at a temperature of 600 ⁇ 20 ° C
  • cold rolling is carried out with a coefficient of extract ratio 1.5-4.5 in several stages, alternating with intermediate annealing at a temperature of 600-750 ° C and heat treatment at the finished size in a vacuum resistance furnace at a temperature of 580-N) 50 ° C.
  • Fig. 1 shows a multiconus roll
  • Fig. 2 shows a water-cooled mandrel used for flashing
  • Fig. 3 shows the microstructure of a cold-rolled pipe 050x5 mm from PT7M pseudo-a-alloy
  • Fig. 4 shows a microstructure cold-rolled pipe made of ⁇ -alloy VT1-0 with a size of 0 51 x 4.5 mm.
  • the essence of the invention is based on the fact that under the thermomechanical conditions of the proposed processing, the formation of the product geometry is consistent with the regulated processes of recrystallization and phase transformations in the workpieces from a- and pseudo-a - alloys based on titanium, in which a fine-grained mix is formed Rostructure with a high degree of homogeneity.
  • the obtained cylindrical billet is heated to a temperature above TPP by 30-90 ° C ( ⁇ -region) and the through hole is flashed by the following positive factors:
  • the deformational change in shape occurs under favorable temperature conditions since the metal in the ⁇ region has a good ductility margin.
  • titanium alloys have a low coefficient of friction at the piercing temperature, lower inertial forces, due to their lower specific gravity and are prone to broadening, and, therefore, there are prerequisites for an unstable process.
  • the pulling forces are provided by multicone rolls (Fig. 1), in which the angle of inclination of the generatrix of the input cone 1 is 5.
  • ⁇ of the calibrating section 2 is ⁇ . ⁇ of the gathering section 3 is 2.
  • ⁇ This geometry experimentally selected and provides sufficient pulling forces on the contact surface of the rolls to overcome the resistance of the metal, as well as the descent of the rear end of the sleeve on the calibrating portion of the mandrel.
  • the main deformation of the metal is carried out in the area of the crimping cone of the mandrel.
  • the profile of the crimp cone of the mandrel determines the nature of the change in the thickness of the wall of the workpiece along the length of the deformation zone.
  • a water-cooled mandrel was designed, in which the crimp cone consists of two zones: spherical 4 and conical 5 (Fig. 2).
  • the mandrel section with a conical profile of the mandrel provides a private compression of the wall, which increases along the rolling. With an increase in the partial compression of the wall, the increment of the pipe diameter as a result of transverse rolling increases. Therefore, by the end of the deformation zone, the metal significantly departs from the mandrel, which ensures the sleeve to come off.
  • the forming radius of the spherical portion 4 of the mandrel is calculated by the formula:
  • the tube billet After the rolling operation, the tube billet is straightened at a temperature of 400-450 ° C. At a given temperature, a- and pseudo-a- alloys have a creep sufficient for the effective correction of errors in geometric shapes.
  • the hot-rolled tubular billet is machined on the outer and inner surfaces to remove defects and the gas-saturated layer after hot deformation.
  • the preforms are subjected to etching and oxidative annealing at a temperature of 600 ⁇ 20 ° ⁇ to ensure a sufficient level of metal ductility, as well as the formation of an oxide layer on the surface of the preform, which acts as a “lubricant” layer during cold rolling, which ensures the absence of metal buildup on the surface of gauges during cold rolling and mandrels.
  • Cold rolling is carried out with a draw ratio from 1.5 to 4.5 in several transitions. This range of hoods is due to the receipt of the specified geometric dimensions of the product when performing technological recommendations for cold deformation of titanium alloys without destruction.
  • the pipes are etched, if necessary, by sandblasting (possibly grinding) to remove defects from the pipe surface that could have formed during cold rolling and annealed at a temperature of 740–760 ° ⁇ .
  • Annealing between cold rolling and at a final size is necessary to eliminate internal stresses, reduce hardness and increase the ductility of the metal.
  • final annealing is carried out in a vacuum furnace at a temperature of 700-780 ° C. Annealing is carried out in a vacuum furnace in order to avoid hydrogen pickup of the metal and provide the required level of hydrogen content.
  • the pipe is made according to the technological scheme:
  • FIG. 3 shows the microstructure of a cold-rolled pipe 050x5mm from the pseudo-a-alloy ⁇ 7 ⁇ in the longitudinal direction with an increase in x200.
  • Grain size d 0.95 - 2.36 microns.
  • the pipe is made according to the technological scheme:
  • Ingot 0740mm— + forging of the bar at 0140mm in the ⁇ -region— ”machining at 0 130mm — ⁇ centering the workpiece—” heating T 990-1010 ° C—> flashing and rolling on the PVP 40-80 088 x054x 17mm— ⁇ editing— ⁇ machining (turning, calculation) 085.5 ⁇ 056 ⁇ 14.75 mm.
  • the pipes also tested flattening tests to obtain a gap between the flattening surfaces H of 35.45 mm.
  • Fig. 4 shows the microstructure of a cold-rolled tube made of ⁇ -alloy VT1-0 with a size of 0 51 x 4.5 mm in the longitudinal direction with an increase of x200.
  • Grain size d 7.5-8.0 microns.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

The invention relates to pipe production, and specifically to the cold rolling of pipes made from α- and pseudo-α titanium alloys. The technical result which is achieved in carrying out the invention is the creation of an economically-viable technique for manufacturing pipes from α- and pseudo-α titanium alloys, in which operations for forming the geometric dimensions and the quality of the surface of the product are combined with processes for forming a regulated micro-structure, providing advanced technological and operational product characteristics. A method for manufacturing cold-worked pipes from α- and pseudo-α titanium alloys includes melting an ingot, forging the ingot in the β- and (α+β)-region and completing the forging in the (α+β)-region in an intermediate billet with a forging reduction ratio of from 2 to 3, piercing is carried out at a temperature which is 30-50°С higher than the polymorphic transition temperature, using multi-tapered rollers and a mandrel having given dimensions, with the feeding of water to the deformation zone, expanding is conducted at 10-90° lower than the polymorphic transition temperature, pipe billet correction is carried out at between 350 and 400°С, cold rolling is carried out with an elongation ratio of between 1.5 and 4.5 over numerous stages, alternated with intermediate annealing at a temperature equal to 600-750°С, after which heat treatment is carried out on a product having finalized dimensions at a temperature of 580-650°С.

Description

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДНОКАТАНЫХ ТРУБ ИЗ а- И ПСЕВДО-а- СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ТИТАНА  METHOD FOR PRODUCING COLD-ROLLED PIPES FROM a- AND PSEUDO-a- ALLOYS BASED ON TITANIUM
Область техники, к которой относится изобретение FIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к трубному производству, а именно к холодной прокатке труб из а- и псевдо-а- сплавов на основе титана. Изобретение может быть использовано для изготовления изделий от- ветственного назначения, предназначенных для эксплуатации в раз- личных областях народного хозяйства, например атомной энергетике, судостроение, авиации, машиностроении, химической промышленно- сти и пр.  The invention relates to pipe production, namely to cold rolling of pipes from a- and pseudo-a- alloys based on titanium. The invention can be used for the manufacture of articles of responsible designation intended for use in various fields of the national economy, for example, nuclear energy, shipbuilding, aviation, mechanical engineering, chemical industry, etc.
Уровень техники  State of the art
Холодная прокатка труб обладает рядом преимуществ по срав- нению с прессованием и горячей прокаткой, важнейшими из которых являются:  Cold rolling of pipes has a number of advantages compared to pressing and hot rolling, the most important of which are:
а) получение труб с точными геометрическими размерами и особенно с малой эксцентричностью наружного диаметра относи- тельно внутреннего;  a) obtaining pipes with exact geometric dimensions and especially with a small eccentricity of the outer diameter relative to the inner;
б) высокая чистота поверхности труб;  b) high surface finish of pipes;
в) высокий коэффициент выхода годного;  c) high yield;
г) получение труб с отношением диаметра к толщине стенки 150:1 и более;  d) obtaining pipes with a ratio of diameter to wall thickness of 150: 1 or more;
д) высокая степень деформации металла за проход (до 50-60%); е) достижение значительного упрочнения металла трубы при прокатке благодаря обжатию как по диаметру, так и по толщине стен- ки, и пр.  e) a high degree of metal deformation per passage (up to 50-60%); f) achieving significant hardening of the pipe metal during rolling due to compression both in diameter and wall thickness, etc.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Заготовкой для холодной прокатки труб служат горячедеформи- рованные трубные заготовки. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Hot-rolled pipe blanks serve as a blank for cold rolling of pipes.
Из комплекса свойств титановых сплавов как конструкционных материалов для изготовления труб, представляющих особый технико- экономический интерес следует отметить (Остренко В. Я., и др. Трубы из титана и его сплавов. - М.: Черная металлургия, 1987г. 60 стр.): низкую плотность в сравнении со сталями, высокий уровень механи- ческих характеристик, высокий уровень специальных характеристик (жаропрочность, ползучесть, длительная прочность, малоцикловая ус- талость, вязкость разрушения, эрозионная и кавитационная стойкость, низкая наведенная радиация и др.), коррозионная стойкость, техноло- гичность.  From the set of properties of titanium alloys as structural materials for the manufacture of pipes of special technical and economic interest, it should be noted (Ostrenko V. Ya. Et al. Pipes from titanium and its alloys. - M .: Ferrous metallurgy, 1987. 60 pp.) : low density in comparison with steels, high level of mechanical characteristics, high level of special characteristics (heat resistance, creep, long-term strength, low-cycle fatigue, fracture toughness, erosion and cavitation resistance, low induced radiation et al.), corrosion resistance, tech- automates.
Структура сплавов на основе титана определяет важнейшие критерии качества полуфабрикатов, имеет значительное многообразие и чрезвычайное влияние на механические свойства. Особенностью производства труб из сплавов на основе титана является то, что заго- товкой для их производства являются слитки, полученные методом вакуумной дуговой плавки, при которой процессы плавления, литья и затвердевания соединены воедино, и раздельное регулирование их практически невозможно. Происходит значительный перегрев распла- ва и образуется крупнозернистая структура слитков, имеющая значи- тельную неоднородность по сечению и крупнозернистую пластинча- тую микроструктуру. Это обусловливает их пониженную деформи- руемость и невысокий комплекс эксплуатационных свойств изделий.  The structure of titanium-based alloys determines the most important criteria for the quality of semi-finished products, has a significant variety and an extreme impact on mechanical properties. A feature of the production of pipes from titanium-based alloys is that the preparations for their production are ingots obtained by the vacuum arc melting method, in which the melting, casting and hardening processes are connected together and their separate regulation is practically impossible. A significant overheating of the melt occurs and a coarse-grained structure of the ingots is formed, which has a significant inhomogeneity in the cross section and a coarse-grained lamellar microstructure. This causes their reduced deformability and a low set of operational properties of the products.
Для повышения технологических и эксплуатационных свойств необходимо формирование в них мелкозернистой (размер зерен фаз не более 150^-200 мкм) микроструктуры. Кроме того, достижение в полуфабрикатах структурно-однородного состояния важно для оцен- ки качества труб методами ультразвукового контроля, который широ- ко используется при их изготовлении. В случае высокооднородной и мелкозернистой структуры титанового сплава при проведении ультра- звукового контроля значительно снижается уровень акустических шумов, увеличивается предельная чувствительность метода, ограни- ченная этими шумами, и материал становится более "прозрачным", т.е. имеющим минимальный уровень структурных помех, что создает возможность обнаружения дефектов минимального размера. Это предполагает продление ресурса работы изделий, и, следовательно, снижение стоимости машин и агрегатов за счет эксплуатации изделий с дефектами допустимого размера. To improve the technological and operational properties, it is necessary to form a fine-grained (phase grain size not more than 150 ^ -200 microns) microstructure in them. Also an achievement in semi-finished products of a structurally homogeneous state is important for assessing the quality of pipes using ultrasonic testing methods, which are widely used in their manufacture. In the case of a highly homogeneous and fine-grained structure of a titanium alloy, ultrasonic testing significantly reduces the level of acoustic noise, increases the maximum sensitivity of the method, limited by these noise, and the material becomes more “transparent”, i.e. having a minimum level of structural interference, which makes it possible to detect defects of a minimum size. This implies an extension of the service life of the products, and, consequently, a decrease in the cost of machines and units due to the operation of products with defects of an acceptable size.
Известен способ изготовления холоднодеформированных труб из двухфазных сплавов на основе титана (Патент РФ N 2463376, МПК C22F1/18, В21ВЗ/00, публ. 20.12.201 1) включает выплавку слитка, ковку слитка в β-области или β и (а + β)-oблacτи с окончани- ем ковки в (а + р)-области в промежуточную заготовку с заданным уковом. Промежуточную заготовку получают с уковом не менее 1 ,35, из промежуточной заготовки изготавливают шашку, которую прессу- ют в трубную заготовку и термообрабатывают при температуре на 30-40°С ниже температуры Тпп, а затем осуществляют прокатку трубной заготовки с промежуточной обработкой поверхности, трав- лением и термообработкой. Вытяжку при прокатке определяют по за- данной формуле. Полученные трубы характеризуются высокими фи- зико-механическими свойствами за счет исключения образования межзеренных микротрещин. A known method of manufacturing cold-deformed pipes from two-phase alloys based on titanium (RF Patent N 2463376, IPC C22F1 / 18, V21VZ / 00, publ. 12/20/2011 1) includes ingot smelting, forging of the ingot in the β-region or β and (a + β ) -region with the end of forging in the (a + p) -region in the intermediate billet with a given yield. An intermediate billet is obtained with a draft of at least 1, 35, a block is made from an intermediate billet, which is pressed into a tube billet and heat treated at a temperature of 30-40 ° C below temperature T pp , and then the tube billet is rolled with an intermediate surface treatment, etching and heat treatment. The hood during rolling is determined by the given formula. The pipes obtained are characterized by high physical and mechanical properties due to the exclusion of the formation of intergranular microcracks.
К недостаткам данного способа следует отнести то, что дейст- вие этого способа узко специализировано и ограничивается областью изготовления труб из двухфазных титановых сплавов. Кроме того прокатка холоднодеформируемых труб производится из прессованной трубной заготовки, для которой характерно повышенный удельный расход металла (на 15-30% по сравнению с прокаткой) вследствие высверливания центрального отверстия перед операцией прессования и наличия пресс-остатка, недостаточная точность размеров, в частно- сти разностенности, наличие глубоких задиров на поверхности. Так же ограничивающим фактором при производстве горячепрессованной заготовки является лимитированная длина исходной заготовки при прессовании. The disadvantages of this method include the fact that The use of this method is narrowly specialized and is limited to the field of manufacture of pipes from two-phase titanium alloys. In addition, the rolling of cold-deformed pipes is carried out from a pressed tube billet, which is characterized by an increased specific metal consumption (15-30% compared to rolling) due to the drilling of a central hole before the pressing operation and the presence of a press residue, insufficient dimensional accuracy, in particular difference, the presence of deep scoring on the surface. A limiting factor in the production of a hot-pressed billet is the limited length of the initial billet during pressing.
Известен способ изготовления труб из цветных металлов и сплавов (Патент РФ М.2048219, МПК В21В23/00, В21ВЗ/00, В21В 19/02, публ. 20.1 1.1995) - прототип, который предусматривает горячие винтовую прошивку и раскатку на оправках, в трехвалковых калибрах, образованных многоконусными валками, имеющими угол наклона конической образующей к оси прокатки на входе в калибр на 7-25° больше, чем перед носком оправки, с обжатием на входном участке, составляющем 0,3-0,8 от обжатия перед носком оправки. Способ предусматривает также раскатку прошитой гильзы в валках, имеющих два обжимных участка (гребня), разделенных между собой участками промежуточной калибровки и раскатки, причем угол на- клона образующей к оси прокатки одного из них на 1,5-5,0° меньше, а другого больше, чем угол наклона образующей входного участка прошивных валков к оси прокатки. Способ позволяет повысить вы- ход годного и улучшить стабильность процесса при обработке уши- ряющихся металлов.  A known method of manufacturing pipes of non-ferrous metals and alloys (RF Patent M.2048219, IPC V21V23 / 00, V21VZ / 00, V21V 19/02, publ. 20.1 1.1995) is a prototype that provides hot screw firmware and rolling on mandrels, in three-roll calibers formed by multicone rolls having an angle of inclination of the conical generatrix to the rolling axis at the entrance to the gauge by 7-25 ° more than before the mandrel toe, with compression in the inlet portion of 0.3-0.8 from the compression in front of the mandrel toe. The method also provides for rolling the stitched sleeve in rolls having two crimp sections (crests), separated by intermediate calibration and rolling sections, the angle of inclination of the generatrix to the rolling axis of one of them being 1.5-5.0 ° less, and the other is greater than the angle of inclination of the generatrix of the input portion of the piercing rolls to the rolling axis. The method allows to increase the yield and improve process stability during processing of expanding metals.
Недостатком данного способа является нестабильный первич- ный и вторичный захват заготовки при прошивке, обусловленный большой величиной угла входного конуса 4-^8°. Геометрическая форма оправки не является оптимальной т. к. не в полной мере учи- тывается большая склонность титановых сплавов к налипанию и за- диранию, и их низкая теплопроводность. В результате чего на по- верхности оправки возникают большие силы трения, под воздействи- ем которых происходит интенсивный нагрев металла, не позволяю- щий выдерживать технологический температурный интервал при прошивке заготовок из титановых сплавов, а так же происходит ин- тенсивный износ поверхности оправки. Следствием этого является налипание прессуемого (прошиваемого) металла на поверхность оп- равки, вызывающее нестабильность процесса прошивки, образование дефектов на поверхности заготовки и искажение ее геометрических размеров, эти дефекты далее наследуются в последующих операциях и могут привести к возникновению брака. Способ не регламентирует термодеформационные параметры процесса изготовления труб из цветных металлов, в частности из сплавов на основе титана, что не га- рантирует получения микроструктуры с требуемыми показателями качества. The disadvantage of this method is the unstable primary secondary and secondary capture of the workpiece during firmware, due to the large angle of the input cone 4- ^ 8 °. The geometrical shape of the mandrel is not optimal, because the tendency of titanium alloys to stick and tear and their low thermal conductivity are not fully taken into account. As a result, large frictional forces appear on the surface of the mandrel, under the influence of which intense heating of the metal occurs, which does not allow to withstand the technological temperature range when piercing workpieces made of titanium alloys, as well as intense wear of the surface of the mandrel. The consequence of this is the adhesion of the pressed (stitched) metal on the surface of the substrate, causing instability of the firmware process, the formation of defects on the surface of the workpiece and the distortion of its geometric dimensions, these defects are further inherited in subsequent operations and can lead to marriage. The method does not regulate thermal deformation parameters of the process of manufacturing pipes from non-ferrous metals, in particular from titanium-based alloys, which does not guarantee the production of a microstructure with the required quality indicators.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Задачей изобретения является:  The objective of the invention is:
- создание способа обработки а- и псевдо-а- сплавов на основе титана, позволяющего получить в трубах мелкозернистую (размер зе- рен не более 100 мкм) микроструктуру;  - creation of a method for processing a- and pseudo-a-alloys based on titanium, which allows to obtain a fine-grained (grain size not more than 100 microns) microstructure in pipes;
- достижение структурно-однородного состояния в готовом из- делии, обеспечивающего "прозрачность" для ультразвукового контро- ля качества полуфабрикатов и изделий; - повышение качества поверхности и точности геометрических размеров, изготовляемых труб; - achieving a structurally homogeneous state in the finished product, providing “transparency” for ultrasonic quality control of semi-finished products and products; - improving the quality of the surface and the accuracy of the geometric dimensions of the manufactured pipes;
- повышение стабильности технологического процесса;  - improving the stability of the process;
- быстрый переход с одного размера на другой;  - quick transition from one size to another;
- повышение стойкости инструмента.  - increase tool life.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является создание экономически выгодной технологии изготовление труб из а- и псевдо-а -титановых сплавов, при которой совмещаются операции по формированию геометрических размеров и качества поверхности изделий с процессами формирования регламен- тированной микроструктуры, обеспечивающей высокие технологиче- ские и эксплуатационные свойства изделий.  The technical result achieved by the implementation of the invention is the creation of a cost-effective technology for the production of pipes from a- and pseudo-a-titanium alloys, which combines the operations of forming the geometric dimensions and surface quality of products with the formation of a regulated microstructure that provides high technological sky and operational properties of products.
Указанный технический результат достигается тем, что в спосо- бе изготовления холоднокатаных труб из а- и псевдо-а- сплавов на основе титана, включающем выплавку слитка, ковку слитка в цилинд- рическую заготовку за несколько переходов с чередованием деформа- ции в β- и (α+β) - областях, причем последний переход ковки осуще- ствляют в (а+ )-области, механическую обработку, получение труб- ной заготовки деформированием, правку, отжиг, обработку поверхно- сти трубной заготовки, холодную прокатку с промежуточными отде- лочными операциями и финишную правку, ковку слитка в цилиндри- ческую заготовку заканчивают с уковом от 2 до 3 после нагревов в (а+ )-области, прошивку и прокатку ведут с одного установа, про- шивку осуществляют при температуре на 30-90°С выше температуры полиморфного превращения (Тпп) многоконусными валками, при этом угол наклона образующей входного конуса равен 5.ι°, калиб- рующего участка 3.Λ участка схода 2А°, на водоохлаждаемой оправке с обжимным конусом, состоящим из конического и сферического уча- стков, с образующим радиусом R сферического участка оправки, рас- считанным по ормуле:
Figure imgf000009_0001
The specified technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing cold-rolled pipes from a- and pseudo-a-alloys based on titanium, including ingot smelting, forging the ingot into a cylindrical billet in several transitions with alternating deformation in β- and (α + β) - areas, and the last forging transition is carried out in the (a +) -region, machining, obtaining a tube billet by deformation, dressing, annealing, surface treatment of the tube billet, cold rolling with intermediate sections overnight operations and finishing equalization, forging of the ingot into a cylindrical billet is completed with a bite from 2 to 3 after heating in the (a +) region, the piercing and rolling are carried out from one installation, the piercing is carried out at a temperature of 30-90 ° C above the polymorphic transformation temperature (BTT) mnogokonusnymi rollers, the angle of inclination of the generatrix of the cone is equal to the input 5.ι °, calibrated ruyuschego portion 3.Λ descent portion a 2 °, to the water-cooled mandrel crimp cone, consisting of conical and spherical ucha- runoffs, with a generatrix radius R of the spherical portion of the mandrel, calculated according to the formula:
Figure imgf000009_0001
где do - катающий диаметр оправки, мм, where do is the rolling diameter of the mandrel, mm,
диаметром носика оправки равного 20±10 мм, в носике имеется от- верстие, из которого в зону деформации подают воду под давлением 1 ,0-2,0 МПа, при этом между поверхностями деформируемого метал- ла и оправки образуется паровая «рубашка», последующую раскатку трубной заготовки осуществляют после подстуживания на воздухе до температуры на 10-90° ниже Тпп, правку трубной заготовки произво- дят при температуре 350-400°С, последующий окислительный отжиг при температуре 600±20°С, холодную прокатку выполняют с коэффи- циентом вытяжки 1,5-4,5 за несколько этапов, чередуя с проведением промежуточных отжигов при температуре равной 600-750°С и термо- обработки на готовом размере в вакуумной печи сопротивления при температуре 580-Н)50°С. the diameter of the mandrel nose is 20 ± 10 mm, there is a hole in the nozzle from which water is supplied to the deformation zone under a pressure of 1.0-2.0 MPa, and a “shirt” is formed between the surfaces of the wrought metal and the mandrel, the subsequent rolling of the pipe billet is carried out after being cooled in air to a temperature of 10-90 ° below the temperature range, the tube billet is straightened at a temperature of 350-400 ° C, the subsequent oxidative annealing at a temperature of 600 ± 20 ° C, and cold rolling is carried out with a coefficient of extract ratio 1.5-4.5 in several stages, alternating with intermediate annealing at a temperature of 600-750 ° C and heat treatment at the finished size in a vacuum resistance furnace at a temperature of 580-N) 50 ° C.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен многоконусный валок, на фиг.2 - водоохлаждаемая оправка, приме- няемая при прошивке, на фиг.З - микроструктура холоднокатаной трубы 050x5мм из псевдо-а-сплава ПТ7М, на фиг.4 - микроструктура холоднокатаной трубы из α-сплава ВТ1-0 размером 0 51 х4,5 мм.  The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a multiconus roll, Fig. 2 shows a water-cooled mandrel used for flashing, Fig. 3 shows the microstructure of a cold-rolled pipe 050x5 mm from PT7M pseudo-a-alloy, and Fig. 4 shows a microstructure cold-rolled pipe made of α-alloy VT1-0 with a size of 0 51 x 4.5 mm.
Сущность изобретения основана на том, что при термомехани- ческих режимах предлагаемой обработки, формирование геометрии изделия согласовано с регламентированными процессами рекристал- лизации и фазовых превращений в заготовках из а- и псевдо-а - спла- вов на основе титана при которых формируется мелкозернистая мик- роструктура с высокой степенью однородности. The essence of the invention is based on the fact that under the thermomechanical conditions of the proposed processing, the formation of the product geometry is consistent with the regulated processes of recrystallization and phase transformations in the workpieces from a- and pseudo-a - alloys based on titanium, in which a fine-grained mix is formed Rostructure with a high degree of homogeneity.
Ковка слитка в пруток при температуре β-области на первых проходах разрушает литую структуру. Последующая ковка в (а+ )-области с суммарным уковом от 2 до 3 разрушает болыиеугло- вые границы зерен т.н. «полугорячий наклеп», в процессе которого металл получает достаточно энергии, способствующей процессу рек- ристаллизационной обработки при последующем нагреве сляба до температур β -области.  Forging an ingot into a bar at the temperature of the β-region in the first passes destroys the cast structure. Subsequent forging in the (a +) region with a total yield of 2 to 3 destroys the large-angle grain boundaries of the so-called. “Half-hot hardening”, during which the metal receives enough energy to facilitate the recrystallization treatment during subsequent heating of the slab to temperatures of the β-region.
Полученную цилиндрическую заготовку нагревают до темпера- туры выше Тпп на 30-90°С (β-область) и производят операцию про- шивки сквозного отверстия при этом реализуются следующие поло- жите л ьные факторы:  The obtained cylindrical billet is heated to a temperature above TPP by 30-90 ° C (β-region) and the through hole is flashed by the following positive factors:
1. Деформация в β-области, при температуре выше Тпп на 30-50°С, после выполнения предыдущих операций ковки, сопровож- дается рекристаллизацией структуры с измельчением зерна.  1. Deformation in the β-region, at a temperature above the TPP by 30–50 ° C, after performing the previous forging operations, is accompanied by recrystallization of the structure with grain refinement.
2. Деформационное изменение формы происходит при благо- приятных температурных условиях т. к. металл в β-области имеет хо- роший запас пластичности.  2. The deformational change in shape occurs under favorable temperature conditions since the metal in the β region has a good ductility margin.
Известно, что титановые сплавы обладают низким значением коэффициента трения при температуре прошивки, меньшими инерци- онными силами, вследствие меньшего удельного веса и склонны к уширению а, следовательно, имеются предпосылки для возникнове- ния нестабильного процесса.  It is known that titanium alloys have a low coefficient of friction at the piercing temperature, lower inertial forces, due to their lower specific gravity and are prone to broadening, and, therefore, there are prerequisites for an unstable process.
Для обеспечения стабильного процесса прошивки тянущие уси- лия обеспечиваются многоконусными валками (фиг.1), в которых угол наклона образующей входного конуса 1 равен 5.Д калибрую- щего участка 2 равен З.Д участка схода 3 равен 2.Д Данная геомет- рия подобрана опытным путем и обеспечивает достаточные тянущие силы на контактной поверхности валков для преодоления сопротив- ления металла, а так же сход заднего конца гильзы на калибрующем участке оправки. To ensure a stable firmware process, the pulling forces are provided by multicone rolls (Fig. 1), in which the angle of inclination of the generatrix of the input cone 1 is 5. Д of the calibrating section 2 is З.Д of the gathering section 3 is 2. Д This geometry experimentally selected and provides sufficient pulling forces on the contact surface of the rolls to overcome the resistance of the metal, as well as the descent of the rear end of the sleeve on the calibrating portion of the mandrel.
Основная деформация металла осуществляется на участке об- жимного конуса оправки. Профиль обжимного конуса оправки опре- деляет характер изменения толщины стенки заготовки по длине очага деформации. Для оптимального распределения деформации по длине очага деформации была спроектирована водоохлаждаемая оправка, у которой обжимной конус состоит из двух зон: сферической 4 и кони- ческой 5 (фиг.2). Участок оправки с коническим профилем оправки обеспечивает частное обжатие стенки, которое возрастает по ходу прокатки. С увеличением частного обжатия стенки приращение диа- метра трубы в результате поперечной раскатки увеличивается. Поэто- му к концу очага деформации металл значительно отходит от оправки, что обеспечивает сход гильзы. Образующий радиус сферического участка 4 оправки рассчитывается по формуле:
Figure imgf000011_0001
The main deformation of the metal is carried out in the area of the crimping cone of the mandrel. The profile of the crimp cone of the mandrel determines the nature of the change in the thickness of the wall of the workpiece along the length of the deformation zone. For optimal distribution of deformation along the length of the deformation zone, a water-cooled mandrel was designed, in which the crimp cone consists of two zones: spherical 4 and conical 5 (Fig. 2). The mandrel section with a conical profile of the mandrel provides a private compression of the wall, which increases along the rolling. With an increase in the partial compression of the wall, the increment of the pipe diameter as a result of transverse rolling increases. Therefore, by the end of the deformation zone, the metal significantly departs from the mandrel, which ensures the sleeve to come off. The forming radius of the spherical portion 4 of the mandrel is calculated by the formula:
Figure imgf000011_0001
где do - катающий диаметр оправки. where do is the rolling diameter of the mandrel.
Экспериментальным путем был определен оптимальный диа- метр носика оправки 5, при котором достигается сравнительно не- болыпое осевое сопротивление и достаточно высокая стойкость. Этот диаметр оказался равным 20 мм. Так же в носике оправки имеются отверстия 6 для подачи воды, которая поступает под давлением 1,0- 2,0 МПа в полость между деформируемым металлом и поверхно- стью оправки. Данное давление воды служит для поддержание опти- мального температурного режима. При этом образуется паровая «ру- башка», которая не только предохраняет металл от перегрева, но и предохраняет поверхность оправки от налипания металла, тем самым способствуя улучшению качества внутренней поверхности труб. Experimentally, we determined the optimal diameter of the nose of the mandrel 5, at which a relatively quiet axial resistance and a sufficiently high resistance are achieved. This diameter was 20 mm. Also in the nose of the mandrel there are openings 6 for supplying water, which flows under pressure of 1.0-2.0 MPa into the cavity between the deformable metal and the surface of the mandrel. This water pressure serves to maintain optimal temperature conditions. In this case, a steam head ”, which not only protects the metal from overheating, but also protects the surface of the mandrel from metal buildup, thereby contributing to the improvement of the quality of the inner surface of the pipes.
В процессе подстуживания прошитой заготовки перед раскаткой до температуры на 10-90° ниже Тпп в сплавах происходит полиморфное β— > а - превращение, α-фаза выделяется в виде пластин. Во время рас- катки а - пластины претерпевают деформацию. При этом форма их изменяется от прямолинейной к изогнутой. Изогнутость а - пластин, а также присутствие в структуре большого количества двойников и полос сдвига, начало процессов динамической или метадинамической рекристаллизации обеспечивает благоприятное состояние металла для последующего отжига труб. In the process of reinforcing the stitched billet before rolling to a temperature of 10-90 ° below the TPP, polymorphic β -> a transformation occurs in the alloys, the α phase is released in the form of plates. During rolling, a - plates undergo deformation. In this case, their shape changes from rectilinear to curved. The curvature of a - plates, as well as the presence in the structure of a large number of twins and shear bands, the beginning of dynamic or metadynamic recrystallization processes ensures a favorable state of the metal for subsequent annealing of the pipes.
После операции раскатки трубная заготовка подвергается прав- ке при температуре 400-450°С. При данной температуре а- и псевдо-а- сплавы имеют ползучесть, достаточную для эффективного исправления погрешностей геометрических форм.  After the rolling operation, the tube billet is straightened at a temperature of 400-450 ° C. At a given temperature, a- and pseudo-a- alloys have a creep sufficient for the effective correction of errors in geometric shapes.
Горячекатаную трубную заготовку механически обрабатывают по наружной и внутренней поверхности для удаления дефектов и газонасыщенного слоя после горячей деформации. Далее заготовки подвергают травлению и окислительному отжигу при температуре 600±20°С для обеспечения достаточного уровня пластичности метал- ла, а так же образования на поверхности заготовки окисного слоя, ко- торый при холодной прокатке выступает в качестве «подсмазочного» слоя, что обеспечивает отсутствие налипания металла на поверхность калибров при холодной прокатке и оправки. Холодная прокатка осу- ществляется с коэффициентом вытяжки от 1,5 до 4,5 за несколько пе- реходов. Данный диапазон вытяжки обусловлен получением заданных геометрических размеров изделия при выполнении технологических рекомендаций для холодной деформации титановых сплавов без раз- рушения. В промежутках между холодными прокатками трубы под- вергают травлению, при необходимости - пескоструйной обработке (возможно шлифовке) для удаления с поверхности труб дефектов, ко- торые могли образоваться в процессе холодной прокатки, отжигу при температуре 740-760 °С. Отжиг между холодными прокатками и на конечном размере необходим для устранения внутренних напряже- ний, снижения твердости и повышения пластичности металла. На го- товом размере проводят окончательный отжиг в вакуумной печи при температуре 700-780 °С. Отжиг проводится в вакуумной печи для то- го, что бы избежать наводораживание металла и обеспечить требуе- мый уровень содержания водорода. The hot-rolled tubular billet is machined on the outer and inner surfaces to remove defects and the gas-saturated layer after hot deformation. Next, the preforms are subjected to etching and oxidative annealing at a temperature of 600 ± 20 ° С to ensure a sufficient level of metal ductility, as well as the formation of an oxide layer on the surface of the preform, which acts as a “lubricant” layer during cold rolling, which ensures the absence of metal buildup on the surface of gauges during cold rolling and mandrels. Cold rolling is carried out with a draw ratio from 1.5 to 4.5 in several transitions. This range of hoods is due to the receipt of the specified geometric dimensions of the product when performing technological recommendations for cold deformation of titanium alloys without destruction. In the intervals between cold rolling, the pipes are etched, if necessary, by sandblasting (possibly grinding) to remove defects from the pipe surface that could have formed during cold rolling and annealed at a temperature of 740–760 ° С. Annealing between cold rolling and at a final size is necessary to eliminate internal stresses, reduce hardness and increase the ductility of the metal. At the finished size, final annealing is carried out in a vacuum furnace at a temperature of 700-780 ° C. Annealing is carried out in a vacuum furnace in order to avoid hydrogen pickup of the metal and provide the required level of hydrogen content.
Осуществление изобретения The implementation of the invention
Возможность осуществления изобретения поясняется конкрет- ными примерами изготовления холоднокатаных труб.  The possibility of carrying out the invention is illustrated by specific examples of the manufacture of cold rolled pipes.
Пример 1. Изготовлена холоднокатаная труба размером 050x5 мм из титанового псевдо-α- сплава ПТ7М на соответствие тре- бований ТУ 14-3-820-79, ТПп =935°С. Example 1. A cold-rolled pipe 050x5 mm in size was made of titanium pseudo-α-alloy PT7M to meet the requirements of TU 14-3-820-79, T P p = 935 ° C.
Труба изготовлена по технологической схеме:  The pipe is made according to the technological scheme:
Слиток— > ковка в β-области за несколько переходов— оковка в (а+р)-области, Уков=2-3, Т=Тпп-30°С— >мех. обработка на 0130мм -> зацентровка заготовок—» нагрев Т=Тпп+ 0-50°С— > прошивка на ПВП 0100 х 064* 18мм— >· раскатка при Т=Тпп-Ю-90°С на размер 088x054x 17мм— > правка при температуре 400-450°С— > мех. обра- ботка (обточка, расточка) 085 х056х 14,5мм — ^травление— тжиг Т=600°С,60 мин. — ^холодная прокатка 065x048x8,5 мм (вытяжка 2,13)— > травление- отжиг Т=760 °С,60 мин. ^-холодная прокатка 050* 040x5мм (вытяжка 2,09), правка. Ingot -> forging in the β-region in several transitions — forging in the (a + p) -region, Ukov = 2-3, T = TPP-30 ° С—> fur. processing at 0130mm -> centering the workpieces— ”heating T = TPP + 0-50 ° C—> firmware on PVP 0100 x 064 * 18mm—> · rolling at T = TPP-U-90 ° C to size 088x054x 17mm—> editing at a temperature of 400-450 ° С—> fur. machining (turning, boring) 085 x056x 14.5 mm - etching - tig T = 600 ° C, 60 min. - ^ cold rolling 065x048x8.5 mm (hood 2.13) -> etching - annealing Т = 760 ° С, 60 min. ^ -cold rolling 050 * 040x5mm (hood 2.09), editing.
Механические свойства приведены в таб.1. Так же трубы вы- держали испытания на сплющивание до получения зазора между сплющивающими поверхностями Н= 35,405мм.  The mechanical properties are given in table 1. Also, the pipes withstood flattening tests to obtain a gap between the flattening surfaces H = 35.405 mm.
Табли  Table
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0001
Требования к геометрии труб приведены в таблице 2.  The pipe geometry requirements are shown in table 2.
Таблица 2  table 2
Предельные откло- Предельные отклонения нения по наружному по толщине стенки труб.Limit deviations - Limit deviations of the tendency along the outer pipe wall thickness.
Диаметр Толщина Diameter Thickness
диаметру труб. Точ- Точность изготовления трубы, мм стенки, мм  pipe diameter. Precision - Pipe manufacturing accuracy, mm of wall, mm
ность изготовления повышенная  increased manufacturing
повышенная  increased
Поле Фактиче- Поле до- Фактиче- допуска, ское поле пуска, мм ское поле мм по допуска, по ТУ 14- допуска, мм Field Actual- Field before- Actual- tolerance, start-up field, mm field mm according to tolerance, according to TU 14- tolerance, mm
50 5 50 5
ТУ 14-3- мм 3-820  TU 14-3- mm 3-820
820  820
49,5-50,5 49,8-50,3 4,5-5,5 4,7-5,2 49.5-50.5 49.8-50.3 4.5-5.5 4.7-5.2
Соответст- Соотв. Соответст- Соотв. Compl. Compl.
вие ТУ 14-3- вие ТУ 14- 820 3-820 На рис.3 представлена микроструктура холоднокатаной трубы 050x5мм из псевдо-а-сплава ΙΓΓ7Μ в продольном направлении при увеличении х200. Размер зерна d=0,95 - 2,36 мкм. vie TU 14-3- vie TU 14-820 3-820 Figure 3 shows the microstructure of a cold-rolled pipe 050x5mm from the pseudo-a-alloy ΙΓΓ7Μ in the longitudinal direction with an increase in x200. Grain size d = 0.95 - 2.36 microns.
Пример 2. Изготовление труб из сплава ВТ 1-0 размером 0 51 х4,5 мм на соответствие требований ГОСТ 22897-86. Тпп =920°С. Example 2. The manufacture of pipes from alloy VT 1-0 size 0 51 x 4.5 mm for compliance with the requirements of GOST 22897-86. T pp = 920 ° C.
Труба изготовлена по технологической схеме:  The pipe is made according to the technological scheme:
Слиток 0740мм— + ковка прутка на 0140мм в β-области— » ме- ханическая обработка на 0 130мм— ^зацентровка заготовки— »нагрев Т=990-1010°С— > прошивка и раскатка на стане ПВП 40-80 088 х054х 17мм— ^правка— ^механическая обработка (обточка, рас- точка) 085,5 х056х 14,75мм.- травление — »· отжиг Т=700°С —►холодная прокатка на размер 0 65 048х 8,50мм— травление— » отжиг Т=700°С — ^холодная прокатка на размер 051 042x4,5мм— > травление— > отжиг в вакуумной печи Т=650°С— >правка. Ingot 0740mm— + forging of the bar at 0140mm in the β-region— ”machining at 0 130mm — ^ centering the workpiece—” heating T = 990-1010 ° C—> flashing and rolling on the PVP 40-80 088 x054x 17mm— ^ editing— ^ machining (turning, calculation) 085.5 х056х 14.75 mm. - etching - "· annealing Т = 700 ° С —► cold rolling to a size of 0 65 048 x 8.50 mm - etching -" annealing Т = 700 ° С - ^ cold rolling to the size 051 042x4,5mm—> etching -> annealing in a vacuum furnace Т = 650 ° С—> dressing.
Механические свойства приведены в таблице 3.  The mechanical properties are shown in table 3.
Таблица 3  Table 3
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
Так же трубы вьщержали испытания на сплющивание до полу- чения зазора между сплющивающими поверхностями Н 35,45мм. The pipes also tested flattening tests to obtain a gap between the flattening surfaces H of 35.45 mm.
На рис.4 представлена микроструктура холоднокатаной трубы из α-сплава ВТ1-0 размером 0 51 x4,5 мм в продольном направлении при увеличении х200. Размер зерна d =7,5-8,0 мкм. Полученные трубы по своим механическим свойствам и гео- метрическим параметрам значительно превышают требования дейст- вующей нормативно-технической документации, технология, осно- ванная на использовании стандартного технологического оборудова- ния, обеспечивает стабильность и быструю перенастройку процесса изготовления изделия одного типоразмера на другой, создает благо- приятные условия работы инструмента, а полученная на готовых из- делиях высокооднородная и мелкозернистая структура титанового сплава позволяет ограничить уровень структурных шумов в процессе ультразвукового контроля. Fig. 4 shows the microstructure of a cold-rolled tube made of α-alloy VT1-0 with a size of 0 51 x 4.5 mm in the longitudinal direction with an increase of x200. Grain size d = 7.5-8.0 microns. The resulting pipes in their mechanical properties and geometrical parameters significantly exceed the requirements of the current regulatory and technical documentation, the technology based on the use of standard technological equipment provides stability and quick reconfiguration of the manufacturing process of a product of one standard size to another, creates a benefit - pleasant working conditions of the tool, and the highly homogeneous and fine-grained structure of the titanium alloy obtained on finished products allows you to limit the level No structural noise during ultrasonic testing.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
Способ изготовления холоднокатаных труб из а- и псевдо-а- сплавов на основе титана, включающий выплавку слитка, ковку слитка в цилиндрическую заготовку за несколько переходов с чередованием деформации в β- и (α+β) - областях, причем последний переход ковки осуществляют в (а+Р)-области, механическую обработку, получение трубной заготовки деформированием, правку, отжиг, обработку по- верхности трубной заготовки, холодную прокатку с промежу- точными отделочными операциями и финишную правку, отли- чающийся тем, что ковку слитка в цилиндрическую заготовку заканчивают с уковом от 2 до 3 после нагревов в (а+р)-области, прошивку и прокатку ведут с одного установа, прошивку осуществляют при температуре на 30-50°С выше температуры полиморфного превращения (Тпп) многоконус- ными валками, при этом угол наклона образующей входного конуса равен 5_ι°, калибрующего участка 3. °, участка схода 2.1°, на водоохлаждаемой оправке с обжимным конусом, состоящим из конического и сферического участков, с обра- зующим радиусом R сферического участка оправки, рассчи- танным по ормуле:
Figure imgf000017_0001
A method of manufacturing cold-rolled pipes from a- and pseudo-a- alloys based on titanium, including smelting an ingot, forging an ingot into a cylindrical billet in several transitions with alternating deformation in β- and (α + β) - regions, the last forging transition being carried out in (a + P) -regions, machining, obtaining a tube billet by deformation, dressing, annealing, surface treatment of a tube billet, cold rolling with intermediate finishing operations and finish dressing, characterized in that the forging of the ingot into cylindrical the preparation is finished with a draft of 2 to 3 after heating in the (a + p) region, the firmware and rolling are carried out from one installation, the firmware is carried out at a temperature of 30-50 ° C above the polymorphic transformation temperature (TPP) with multi-cone rolls, the inclination angle of the generatrix of the input cone is 5 ° v, the calibrating section is 3. °, the vanishing section is 2.1 °, on a water-cooled mandrel with a crimping cone consisting of a conical and spherical sections, with a radius R of the spherical section of the mandrel calculated according to the formula :
Figure imgf000017_0001
где do - катающий диаметр оправки, мм, where do is the rolling diameter of the mandrel, mm,
диаметром носика оправки равного 20±10 мм, в носике имеет- ся отверстие, из которого в зону деформации подают воду под давлением 1 ,0- 2,0 МПа, при этом между поверхностями деформируемого металла и оправки образуется паровая «ру- башка», последующую раскатку трубной заготовки осуществ- ляют после подстуживания на воздухе до температуры на 10-90° ниже Тпп, правку трубной заготовки производят при температуре 350-400°С, последующий окислительный отжиг при температуре 600± 20°С, холодную прокатку выполняют с коэффициентом вытяжки 1,5-4,5 за несколько этапов, чередуя с проведением промежуточных отжигов при температуре равной 600-750°С и термообработки на готовом размере в вакуумной печи сопротивления при температуре 580-Н550°С. the diameter of the mandrel nose is 20 ± 10 mm; there is a hole in the nozzle from which water is fed into the deformation zone at a pressure of 1.0-0.0 MPa, while a steam “collar” is formed between the surfaces of the wrought metal and the mandrel, the subsequent rolling of the pipe billet is carried out after being cooled in air to a temperature of 10-90 ° below the temperature range, the pipe is straightened billets are produced at a temperature of 350-400 ° C, subsequent oxidative annealing at a temperature of 600 ± 20 ° C, cold rolling is performed with a drawing ratio of 1.5-4.5 in several stages, alternating with intermediate annealing at a temperature of 600-750 ° C and heat treatment at the finished size in a vacuum resistance furnace at a temperature of 580-Н550 ° С.
PCT/RU2014/000890 2013-12-13 2014-11-26 Method for manufacturing cold rolled pipes from alpha- and pseudo-αlpha titanium alloys WO2015088388A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201607688A UA117850C2 (en) 2013-12-13 2014-11-26 Method for manufacturing cold rolled pipes from alpha- and pseudo-?lpha titanium alloys

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013155642/02A RU2544333C1 (en) 2013-12-13 2013-12-13 Manufacturing method of cold-rolled pipes from alpha- and pseudo-alpha-alloys based on titanium
RU2013155642 2013-12-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015088388A1 true WO2015088388A1 (en) 2015-06-18

Family

ID=53290516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000890 WO2015088388A1 (en) 2013-12-13 2014-11-26 Method for manufacturing cold rolled pipes from alpha- and pseudo-αlpha titanium alloys

Country Status (3)

Country Link
RU (1) RU2544333C1 (en)
UA (1) UA117850C2 (en)
WO (1) WO2015088388A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107695127A (en) * 2017-10-23 2018-02-16 宝鸡市渭滨区怡鑫金属加工厂 A kind of production method of titanium tube
CN111745354A (en) * 2020-06-01 2020-10-09 张家港海岸钛业有限公司 Titanium alloy thick-wall pipe machining method
CN111940538A (en) * 2020-07-24 2020-11-17 中国航发北京航空材料研究院 Cold rolling method for TC27 titanium alloy pipe
CN112760581A (en) * 2020-12-19 2021-05-07 北京工业大学 Forging-rolling composite processing and heat treatment process of near-alpha type high-temperature titanium alloy
CN115178598A (en) * 2022-07-11 2022-10-14 宝武特冶钛金科技有限公司 Hot processing method for improving high-temperature tensile strength of titanium alloy rolled bar

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105921544B (en) * 2016-05-19 2017-09-15 鑫鹏源智能装备集团有限公司 Hot-working production system, the manufacture method based on product and the product made from the system of titanium or titanium alloy seamless pipe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2048219C1 (en) * 1992-09-21 1995-11-20 Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение Method for manufacture of pipes from nonferrous metals and alloys
JPH09228013A (en) * 1996-02-20 1997-09-02 Nippon Steel Corp Manufacture of seamless steel tube made of alpha+beta type titanium
RU2355489C2 (en) * 2007-06-15 2009-05-20 ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" Method of producing of hot-rolled pipes made of alpha- and semi- alpha-titanium alloys
RU2463376C2 (en) * 2010-06-11 2012-10-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method to produce cold-deformed pipes from double-phase alloys based on titanium

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1163969B1 (en) * 1999-08-12 2005-12-28 Nippon Steel Corporation High strength pipe of an alpha plus beta titanium alloy and method for its manufacture.
RU2288055C1 (en) * 2005-03-09 2006-11-27 ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" Method for producing cold rolled tubes of large- and mean diameter with improved wall accuracy of titanium base alloys
US9255316B2 (en) * 2010-07-19 2016-02-09 Ati Properties, Inc. Processing of α+β titanium alloys

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2048219C1 (en) * 1992-09-21 1995-11-20 Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение Method for manufacture of pipes from nonferrous metals and alloys
JPH09228013A (en) * 1996-02-20 1997-09-02 Nippon Steel Corp Manufacture of seamless steel tube made of alpha+beta type titanium
RU2355489C2 (en) * 2007-06-15 2009-05-20 ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" Method of producing of hot-rolled pipes made of alpha- and semi- alpha-titanium alloys
RU2463376C2 (en) * 2010-06-11 2012-10-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method to produce cold-deformed pipes from double-phase alloys based on titanium

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107695127A (en) * 2017-10-23 2018-02-16 宝鸡市渭滨区怡鑫金属加工厂 A kind of production method of titanium tube
CN111745354A (en) * 2020-06-01 2020-10-09 张家港海岸钛业有限公司 Titanium alloy thick-wall pipe machining method
CN111940538A (en) * 2020-07-24 2020-11-17 中国航发北京航空材料研究院 Cold rolling method for TC27 titanium alloy pipe
CN111940538B (en) * 2020-07-24 2022-04-19 中国航发北京航空材料研究院 Cold rolling method for TC27 titanium alloy pipe
CN112760581A (en) * 2020-12-19 2021-05-07 北京工业大学 Forging-rolling composite processing and heat treatment process of near-alpha type high-temperature titanium alloy
CN112760581B (en) * 2020-12-19 2022-03-22 北京工业大学 Forging-rolling composite processing and heat treatment process of near-alpha type high-temperature titanium alloy
CN115178598A (en) * 2022-07-11 2022-10-14 宝武特冶钛金科技有限公司 Hot processing method for improving high-temperature tensile strength of titanium alloy rolled bar

Also Published As

Publication number Publication date
RU2544333C1 (en) 2015-03-20
UA117850C2 (en) 2018-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015088388A1 (en) Method for manufacturing cold rolled pipes from alpha- and pseudo-αlpha titanium alloys
JP4832287B2 (en) Manufacturing method of cold-worked high-strength seamless corrosion-resistant pipe
RU2278750C2 (en) Method for producing hot rolled conversion large- and mean-diameter tubes of hard-to-form steels and alloys in tube rolling plants with pilger mills
RU2583566C1 (en) METHOD FOR PRODUCING COLD-DEFORMED SEAMLESS PIPES MADE OF TITANIUM ALLOY Ti-3Al-2,5V
RU2527578C2 (en) PRODUCTION OF SEAMLESS COLD-FORMED OIL-WELL TUBING SIZED TO 88,9×6,45×9000-10700 mm FROM CORROSION-RESISTANT ALLOY OF "ХН30МДБ-Ш" GRADE
CN104174685B (en) Turbine rotor groove is carved by profiled bar and processing method thereof
CN105568195A (en) Preparation method for high-accuracy and high-strength titanium alloy seamless tubes
RU2297892C2 (en) Method for producing in tube rolling plants with pilger mills seamless hot deformed large- and mean-diameter tubes for steam boilers, steam pipes and collectors of plants with high and supercritical parameters of steam
RU2563566C2 (en) Method of production of cold-wrought seamless pipes and heat-resistant seamless pipe made by this method
RU2288055C1 (en) Method for producing cold rolled tubes of large- and mean diameter with improved wall accuracy of titanium base alloys
KR20220023763A (en) Manufacturing method of zirconium alloy pipe
RU2788284C1 (en) Method for the production of seamless hot-formed corrosion-resistant pipes from austenitic steel
US20190040485A1 (en) Stainless steel tubes and method for production thereof
RU2570154C2 (en) PRODUCTION OF 377×20-60 mm SEAMLESS HOT-ROLLED PIPES FOR STEAM BOILERS, STEAM PIPELINES AND MANIFOLDS OF PLANTS WITH HIGH AND SUPERHIGH STEAM PARAMETERS OF "10Х9МФБ-Ш"-GRADE STEEL
Nikitin et al. Production of seamless bimetallic pipe for the nuclear industry
CN110883502A (en) Titanium alloy pipe and preparation method thereof
RU2523399C1 (en) Production of rerolled long-sized pipes from iron-nickel- and nickel-based alloys at pru with pilger mills
RU2110600C1 (en) Method for producing articles from zirconium alloys
RU2522512C1 (en) PRODUCTION OF 299×10-60 mm SEAMLESS HOT-ROLLED PIPES FOR STEAM BOILERS, STEAM PIPELINES AND MANIFOLDS OF PLANTS WITH HIGH AND SUPERHIGH STEAM PARAMETERS OF "10Х9МФБ-Ш"-GRADE STEEL
RU2545952C2 (en) Production of seamless hot-rolled 530 mm and 550 mm diameter pipes at pru with pilger mills for steam boilers, steam lines and manifolds of units operating with high and supercritical parameters of steam
RU2638263C1 (en) METHOD OF PRODUCTION OF SEAMLESS MACHINED PIPES WITH SIZE OF 610×28-32 mm FROM STEEL OF 08Cr18N10T-S GRADE
RU2615399C1 (en) Method of producing seamless machined pipes with 530×18-22 mm size from steel of "08х18н10-ш" grade
RU2638264C1 (en) METHOD OF PRODUCTION OF SEAMLESS MACHINED PIPES WITH SIZE OF 610×15-20 mm FROM STEEL TO 08Cr18N10T-S GRADE
RU2328354C2 (en) Method of production and operation of pilger mill mandrels
Lazorkin et al. New technologies of forging of ingots and blanks by four dies in open-die forging presses

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14870015

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: A201607688

Country of ref document: UA

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14870015

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1