Способ изготовления штампованных изделий из жаропрочных сталей и сплавов
Патент 733828
Авторы
Способ изготовления штампованных изделий из жаропрочных сталей и сплавов
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик (iil733828
Ж
/ ( (6l ) Дополнительное к т»вт. свид-ву (5l)М. Кл .
В21 Л 5/00
В 21КЗ/00 (22) Заявлено 01.08.77 (21) 2512647/25 — 27 с присоединением заявки № (28) Приоритет
Госудерстееоиый комитет
СССР по делам нзооретекнй н открытнй
Опубликовано 15.05.80. Бюллетень ¹ 18
Дата опубликования описания 15.05.80 (53) УДК621.73 (088.8) Ю. А. Немайзер, П. А. Шоболов, 3, А. Мкртычян, Я. Е. Чивиксин, А. Ф. Павлов, А. M Савинов, А. Е. Левин и И. Д. Бурмистров (72) Авторы изобретения
Производственное объединение "Ленинградск»п» металлический завод (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШТАМПОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ
ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при штамповке изделий иэ жаропрочных сталей и сплавов, например, турбинных лопаток и дисков.
Известен способ изготовления изделий иэ жаропрочных сталей и сплавов, включающий нагрев заготовки до температуры горячей деформации, предварительную штамповку, нагрев и окончательную штамповку (в частности, на молоте) со степенью деформации 3 — 10%) (1».
Недостатком известного способа (при штамповке на молоте) является невысокое качество изделий ввиду трудности обеспечения эа15 данного размера аустенитного зерна металла изделия.
1\елью изобретения является устранение укаэанного недостатка при молотовой штамповке, а именно, повышение качества иэделий за счет обеспечения заданного размера аустенитного зерна.
Цель достигается тем, что интервалы между. ударами молота при окончательной штамповке составляют 0,5 — 10 сек., общая длительность окончательной штамповки составляет 8 — 35 сек., а суммарная степень деформации заготовки при окончательной штамповке превышает диапазон критических степеней деформации на
2 — 19 o.
Получение заданного размера аустенитного зерна в изделиях, штампованных на молотах, связано с необходимостью обеспечения таких температурно-временных параметров штамповки (различных для различных марок сталей и сплавов), которые бы обеспечили возмог. ность получения суммарной деформации за несколько ударов молота как суммы деформаций за отдельные удары, т.е. чтобы в промежутках между ударами молота, при выбранных температурах деформации, не успевали бы протекать процессы рекристаллиэации обработки, снимающие упрочнение от предшествующей деформации.
Нижний и верхний пределы временного интервала между ударами определяются величиной йревышения температуры деформируемой заготовки в интервал времени между удара3 ми относительно порога рекристаллизации обработки для 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) относится к случаю, когда температура конца предшествующей деформации (на металле заготовки) превышает порог рекристаллизации обрабо-.ки на максимальную величину, (180 — 200) С. Для достижения этого величина относительной деформации заготовки за предшествуьэщий удар, должна быть предельно большой (4 — 5)%. !„Максимальное значение временного интервала (10 сек) ° относится к случаю, когда величина относительной деформации заготовки за предшествующий удар была минимальной (1%), и превышение. температуры, предшествующей деформации относительно порога рекристаллизации обработки было минимальным (2p 3p) "C
Ограничение общей длительности цикла окончательной штамповки (8 — 35 сек.) связано с тремя основными причинами:
1) ограничением снижения температуры штамповки, поскольку это связано с существенным возрастанием сопротивления заготовки деформированию;
2) расширением диапазона критических степеней деформации при снижении температуры конца деформации и, в связи с этим, увеличением вероятности попадания отдельных участков заготовки в зоны критических степе. ней деформации при тех же суммарных величинах деформации;
3) увеличением вероятности получения недопустимо крупного зерна в зонах заготовки с заторможенным течением металла, (где относительная деформация существенно ниже средней (расчетной) в выбранном сечении заготовки), так как в этих зонах подготовительные этапы процесса рекристаллиз "ции обработки могут полностью не прерываться частными обжатиями при каждом ударе молота,и при оп ределенной длительности цикла штамповки, процесс рекристаллизации Ьбработки в этих зонах может начаться до окончания штамповки т.е. в этом случае в указанных зонах суммарные деформации не будут равны сумме частных деформаций за все удары молота, а значит, суммарная деформация в этих зонах может не оказаться закритической, что приведет к появлению недопустимо крупного зерна в этих зонах.
733828 4
1О
ЗО
З5
M
Численные пределы общей длительности цикла штамповки получены опытным путем на жаропрочных сплавах типа Н65ВМТИ (ЭИ вЂ” 893) для различных температур и степеней деформации.
Таким образом, новый положительный эффект, создаваемый за счет введения указанных временных интервалов, связан с обеспечением получения 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 рекристаллизация металла штампуемых заготовок не успевает протекать во время деформации, металл заготовок упрочняется в процессе деформации, и поэтому сопротивление заготовок деформированию существенно возрастает с увеличением относительной деформации. В связи с этим, для обеспечения возможности штамповки заготовок максимальных габаритов с заданным размером аустенитного зерна, общая деформация при изготовлении заготовок распределяется между предварительной и окончательной штамповками таким образом, чтобы при окончательной штамповке величина относительной деформации по всему объему заготовки (с учетом неравномерного ее распределения) находилась на уровне минимальных величин закритических степеней деформации (5 — 20)% для различных марок жаропрочных сплавов и сталей, т.е. на (2 — 15)% превышающих диапазон критических степеней деформации).
При окончательной штамповке относительные деформации, получаемые в заготовке эа отдельные удары молота суммируются и составляют 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, занятые вновь образованными рекристаллиэованными зернами за интервалы между ударами не должны превышать площадей, соответствутощих максимально допустимому размеру зерна. При этом для различных марок жаропрочных сплавов и сталей и различных фактических температур деформации интервалы времени между ударами не должны превышать (0,5 — 10) сек, а общая длительность окончательной штамповки не должна превышать (8 — 3Уу сек. После окончательной штамповки, ввиду недопустимо большого интервала времени между штамповкой и правкой, во избежание появления крупного зерна при последующей термообработке, производят совмещенную обрезку облоя и правку на обрезном прессе, при которой практически исключаются дополнительные малые (критические) деформации (вытеснение металла в об лой) по телу заготовки. Для жестких загото33828 6 размером аустенитного зерна, в результате чего возрастает приблизительно в 2 раза эксплуатационная стойкость изделий, например, лопаток.
Составитель О. Корабельников
Техред А. Щепанская Корректор Г. Решетник
Редактор Т. Кузнецова
Заказ 1957/15
Тираж 986 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 7 вок, не подвергающихся недопустимо большим короблениям при обычной (несовмещенной) обрезке облоя на обрезных прессах, производят после окончательной штамповки обычную обрезку облоя на обрезном прессе без последующей правки.
Пример. Проводилась опытная штамповка заготовок турбинных лопа1ок иэ сплава ЭИ вЂ” 893/ХН6589 М4ЮТ длиной 730 мм и весом 30 кг.
Заготовки нагревались до температуры
1150 С, предварительно штамповались на штамповочном молоте с массой падающих; 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 !
150 С, окончательно штамповали на том же молоте за 5 — 6 ударов с интервалами между ударами (1 — 5) сек и общей длительностью цикла штамповки (15 — 20) сек. Размер аустенитного зерна, полученный в штампованных изделиях, находился в основном в пределах . 0,8 мм, отдельные зерна до 1 мм, при допускаемом размере зерна 1 мм.
Использование предлагаемого способа изготовления штампованных изделий из жаропрочных сталей и сплавов обеспечивает по сравнению с известным способом возможность штамповки крупногабаритных изделий с заданным
Ф о р мула изобретения
Способ изготовления штампованных изделий из жаропрочных сталей и сплавов, включающий
10 нагрев заготовки до температуры горячей деформации, предварительную штамповку, нагрев и окончательную горячую штамповку за несколько ударов молота, о т л и ч а.ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества
1 изделий за счет обеспечения заданного размера аустенитного зерна, интервалы между ударами молота при окончательной штамповке состав)тяют (0,5 — 10) сек., общая длительность окончательной штамповки составляет (8 — 35) сек, а суммарная степень. деформации заготовки при окончательной штамповке превышает диапазон критических степеней деформации на (2—
15)%.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Маевский И. Л. Обработка давлением
>0,æàðoïð0÷íûõ сплавов, М., 1964, с. 30 — 32, 46, 115 — 117.
2. Журнал "Кузнечно-штамповочное производство", 1977, Р 5, с. 22 — 23 (прототип).