Способ изготовления сварных кольцевых заготовок

Способ изготовления сварных кольцевых заготовок

Реферат

 

Изобретение относится к сварке, а в частности к способам изготовления сварных кольцевых заготовок для изготовления газотурбинных двигателей. Цель изобретения - повышение качества и предотвращение образования брака кольцевых заготовок в виде разрушений за счет предотвращения образования разнозернистой структуры в исходных заготовках-шайбах. Заготовки-шайбы после сварки подвергают умягчающей термообработке при температуре на 20 - 50°С ниже температуры начала рекристаллизации в течение 0,5 - 2,0 ч. В результате этого в зонах с критической степенью деформации в заготовках-шайбах грубая структура не образуется, а в конечном итоге предотвращается предрасположенность их к разрушению при ротационном деформировании.

Изобретение относится к сварке, в частности к способам изготовления сварных кольцевых заготовок для деталей газотурбинных двигателей, и может найти применение при изготовлении изделий из высоколегированных нестареющих сплавов с использованием неравномерной холодной деформации и последующей термообработки. Цель изобретения - повышение качества и предотвращение образования брака кольцевых заготовок в виде разрушений за счет предотвращения образования разнозернистой структуры в заготовках-шайбах. Способ опробован при изготовлении кольцевых заготовок шифра СМ-35 ЛР из листов сплава ВЖ 98 толщиной 12 мм. Из листа нарезают полосы необходимых размеров 40х1332. Полосы в соответствии с технологическим процессом проходят закалку в воде с 1100 20^оС (НВ _отп) = 4,05-4,10 мм), гибку в холодном состоянии (НВ _отп) = 4,05 мм - по нейтральному слою и 3,6 мм по крайним наружным и внутренним слоям) и стыковую контактную сварку. Сваренные заготовки-шайбы подвергаются умягчающей термообработке, но не закалке в воде с 1100^оС, что предусмотрено известным способом, а по режиму: закалка в воде с 970^оС (1 ч). Выборочное исследование заготовок-шайб после умягчающей термообработки показало, что в них структура равномерная и мелкозернистая по всему сечению полосы. Контрольной характеристикой заготовок-шайб после термообработки является твердость НВ ( _отп) = 4,0-4,05 мм (как по нейтральному, так и по периферийным слоям). Последующее ротационное деформирование обеспечивает получение качествен- ных заготовок без разрушений при полном соответствии требованиям ТУ. Указанная термообработка позволяет снимать наклеп, полученный при гибке в холодном состоянии за счет полигонизации структуры при полном отсутствии рекристаллизации, но с близким эффектом воздействия на деформационные свойства металла (на пластичность и сопротивление деформации при ротационном деформировании). Особенно важное значение это имеет для зон полосы, расположенных по обе стороны от нейтрального слоя, которые в процессе холодной гибки подвергались критической деформации, в интервале 2-7% в этих зонах и в результате рекристаллизации формируется исключительно грубозернистая структура. Степень деформации при гибке в любом слое изгибаемой полосы определяется по формуле = 100% где R_i - радиус изогнутого слоя полосы в заданной точке по высоте, мм; R_o - радиус нейтрального слоя полосы, мм. Температура умягчающей термообработки принята исходя из необходимости более полного высвобождения накопленной при холодной деформации энергии (проявляющейся в виде наклепа) в минимально возможное время. При температуре, которая ниже температуры начала рекристаллизации более чем на 50^оС, процесс полигонизации существенно замедляется и требует более длительных выдержек. При температуре, которая ниже температуры начала рекристаллизации менее чем на 20^оС, возникает вероятность образования разнозернистой структуры из-за возможного в производственных условиях влияния трудноучитываемых факторов, например забросы (временные превышения) температуры, неточность определения температуры рекристаллизации из-за воздействия плавочных факторов и др. Продолжительность умягчающей термообработки принята исходя из необходимости достижения полноты процесса полигонизации. Продолжительность, равная 2 ч, является необходимой и достаточной для температуры полигонизации, которая ниже температуры рекристаллизации на 50^оС, а продолжительность, равная 0,5 ч, является необходимой и достаточной для температуры полигонизации, которая ниже температуры рекристаллизации на 20^оС. Продолжительность термообработки менее 0,5 ч обусловливает неполное снятие нагартовки даже при наиболее высокой в пределах заданного интервала температуры полигонизации, а продолжительность термообработки более 2 ч становится избыточной (т.е. увеличение продолжительности не оказывает заметного положительного влияния на свойства металла). Таким образом, предлагаемый способ изготовления кольцевых заготовок с измененным режимом термообработки заготовок-шайб позволяет полностью предотвратить разрушение заготовок при ротационном деформировании и повысить качество заготовок за счет формирования однородной структуры металла под последующую деформацию.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК преимущественно из листов высоколегированных нестареющих сплавов аустенитного класса, включающий резку листов на полосы, умягчающую термообработку, холодную гибку на "ребро" полос в кольцо, стыковую контактную сварку, повторную умягчающую термообработку, правку-раскатку прямых участков, калибровку по диаметру и ротационное деформирование, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и предотвращения образования брака в виде разрушений заготовок за счет предотвращения образования равнозернистой структуры, умягчающую термообработку заготовок после сварки проводят при температуре на 20 - 50^oС ниже температуры начала рекристаллизации в течение 0,5 - 2,0 ч.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000