Файл: Колпашников А.И. Гидропрессование металлов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 117

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

прутков обычным методом, причем равномерность

.свойств по длине и поперечному сечению прутка исклю1 чителыю высокая. Важно отметить, что при таком значи­ тельном росте предела прочности удлинение также уве­ личивается по сравнению с обычно прессованными прут­ ками на 20—40%. Одновременный рост прочностных и пластических характеристик — замечательная особен­ ность процесса гидростатического прессования.

У сплава

Д і б наилучший

комплекс

механических

свойств

был

получен

в

результате гидростатического

прессования

прутков

при

температуре

380° С. Предел

прочности равен 52—53 кГ/мм2,

удлинение 6 = 1 6 % . Эти

свойства

пруток имеет

на

всей

длине.

 

Макро- и микроструктура полностью соответствуют высоким механическим свойствам прутков. Прутки име­ ют плотную равномерную структуру без каких-либо ог­ рублений ее в поверхностных слоях.

Для получения сопоставимых результатов заготовки

сплава Д і б той

же самой плавки

были

отпрессованы

обычным методом со смазкой. Процесс

осуществляли

при тех же температурах и с теми же вытяжками,

что и

гидростатическое

прессование.

На

рис.

96

приведен

внешний вид прутков

сплава Діб, отпрессованных при

температуре 380° С гидростатическим

(б)

и обычным ме­

тодами (а). Скорость истечения металла

в обоих

случа­

ях составляла 5 м/сек.

Для обычного прессования

спла­

ва Д і б эта скорость

является

закритической,

поэтому,

как и следовало

ожидать, на всей длине прутка

появил­

ся «ерш». Гидростатически прессованный пруток имеет хорошее состояние поверхности.

На том же рисунке показана макроструктура по­ перечного сечения прутков сплава Діб, -отпрессованных обычным (в) и гидростатическим (г) методами и термообработанных. На периферии прутка, полученного обыч­ ным прессованием, после термообработки появился крупнокристаллический ободок небольшого размера, не­ смотря на применение смазки. Гидростатически прессо­ ванный пруток имеет плотную равномерную макрострук­ туру, крупнокристаллический ободок отсутствует.

Как видно из изложенного выше, гидростатическое прессование улучшает свойства термически упрочняе­ мых сплавов, причем уровень механических свойств во многом зависит от того, на каком этапе термообработки



было проведено гидропрессование [50,с. 49—52; 146]. В табл. 29 приведены механические свойства прутков спла­ ва A M r l l после прокатки и гидростатического прессова­ ния при прерывистом старении.

Т а б л и ц а 29

Механические свойства сплавов АМгТІ п АМг11+0,3% Ag после обычного старения и после деформации при прерывистом стареппи [50. с. 49—52]

 

Обработка

Деформация

 

%

 

 

 

 

 

Закалка

 

 

 

Закалка,

старение

-

при

150—100° С

(стадия

 

макси­

 

мальной

 

 

проч­

 

ности)

 

 

 

 

Закалка,

старение

Гидроэкс­

при 200° С 30

мин,

трузия:

деформация,

 

ста­

50

рение

при

150°С

 

16 ч

(стадия

мак­

40

симальной

 

 

проч­

Прокатка,

ности)

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

Закалка,

старение

при 200° С

16 ч

 

Закалка,

старение

Гидроэкс-

при 200° С 30

мин,

трузня, 50

деформация,

 

ста­

Прокатка,

рение

при

200° С

40

16 ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закалка,

старение

Прокатка,

при 200° С 30

мин,

40

деформация,

 

ста­

 

рение

при'200° С

 

32 ч

 

 

 

 

 

Сплав

ЛМгП

Сплав A M r l l

+

+

0,3% Ag

 

 

 

 

 

 

 

ь

к

 

ь "2

 

' О

45,8

24,2

26

45,8

26,3

26,8

49,0

27,0

3,5

53,0

28,0

7,0

63,8 38,6 10,7 68,6 47,2 10,8

63,3 38,0 11,5 67,5 46,8 11,5

55,2 37,5 1,6 60,0 45,0 3,0

53,7 25,7 3,8 58,0 25,5 10,0

61,9 28,4 9 64,8 38,5 11,6

52,4 28,5 3,0 64,0 38,6 4,0

50,0 24,0 8,0 53,0 26,0 12,0

Анализ данных табл. 29 позволяет сделать вывод, что у сплавов, деформированных гидроэкструзией, пластич­ ность выше, чем у прутков, полученных прокаткой. Это в большей степени проявляется в образцах, подвергну-


тых после деформации старению на стадиях выделения метастабпльной и стабильной фаз. Относительное удли­ нение в этом случае возрастает в 3—4 раза [50, с. 49—52]

2. СТАЛЬ

На рис. 97 представлена зависимость механических свойств малоуглеродистой стали (0,18—0,28% С) от ис­ тинной деформации. Видно, что при гидростатическом выдавливании прочность малоуглеродистой стали значи­

тельно

увеличивается:

о в с 35 до 75 кГ/мм2,

сгт

с 20 до

73—74 кГ/мм2

с сохранением

достаточной

пластичности

( б и Я))).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

работе

[130]

изложены

результаты

исследований

некоторых условий

гидроэкструзпи

прутковых заготовок

 

 

 

 

 

р и И*

стали

Р18, а также

структу­

£4

 

 

 

ры и свойств стали

последе-

\

 

 

 

 

50\ 100

формации.

В

 

качестве ис­

5б\

 

 

 

по­ 80

ходного

материала

были

 

 

 

 

 

зо60

выбраны

 

горячекатаные

 

8 і

 

 

 

20- 40

отожженные

прутки

стали

2

 

 

 

Р18 диаметром

20—35 мм с

 

 

 

 

 

W го

баллом карбидной

неодно­

 

0

 

 

 

0- 0

 

 

 

 

родности

4—6

по

ГОСТ

 

0

0,k

0,8

1,1-

 

 

 

in

л

 

 

 

5952—63.

Твердость

стали

Рис.

97.

Зависимость механических

соответствовала

Я/3 = 229—

свойств

малоуглеродистой

 

стали

от

235 кГ/мм2.

Для повышения

 

логарифма вытяжки

 

[63]

 

пластичности

прутки

под­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вергали

карбидному

от­

 

 

 

 

 

 

 

пуску.

 

 

 

 

 

 

Твердость

стали

возрастала пропорционально

степе­

ни деформации заготовок, предел прочности увеличивал­

ся быстрее, чем степень деформации,

предел

текучести

интенсивно возрастал до степени

деформации

порядка

50—55%, после чего рост замедлялся.

По

сравнению

с

исходным состоянием при степени деформации

заготовок

62,7% твердость стали НВ увеличилась

на 48—50%, пре­

дел прочности с г в — н а 52—54%,

предел

текучести

а т

в 2,8—2,9 раза, относительное удлинение 8

уменьшилось

в 4 раза.

На образцах, экструдированных со степенью дефор­ мации 46%, исследовали механические свойства стали после стандартного отжига и карбидного отпуска. В обо­ их случаях твердость стали снижалась до исходного


уровня. Относительное удлинение повысилось на 5—6% после карбидного отпуска и на 12—14% после отжига по сравнению с состоянием перед гидроэкструзией. Это объясняется тем, что структура стали в экструдатах бо­ лее равномерная, чем в исходном состоянии, вследствие чего при растяжении образцов возрастает величина рав­ номерной деформации. Микроструктуру стали после гид­ роэкструзии исследовали на образцах, закаленных с 1260—1280° С п отпущенных при 680—700° С. Иссле­ дования показали существенное снижение карбидной не­ однородности стали. У заготовок данного диаметра (20— 35 мм) более эффективная проработка структуры дости­ гается при гидроэкструзии стали с большим исходным карбидным баллом и при большей степени деформации.

После гидроэкструзии образцов из прутка с исход­ ным карбидным баллом 4 (ГОСТ 5952—63) при степени деформации 26% распределение карбидов изменилось незначительно, при степени деформации 46% карбидная неоднородность уменьшилась до 3 баллов, при степени деформации 55%до 2 баллов. Дальнейшее уменьше­ ние карбидной неоднородности затруднено. После гидро­ экструзии со степенью деформации 70% карбидная неод­ нородность также соответствовала баллу 2 и только в поверхностном слое экструдата диаметром 11 мм на глу­ бину до 1,5 мм распределение карбидов соответствовало баллу 1.

При гидроэкструзии прутков с карбидным баллом 5—6 в исходном состоянии после обжатия со степенью

деформации 55% карбидная неоднородность

снизилась

на 3 балла, т. е. до 2—3 баллов.

 

Очевидно, это связано

с особенностями,

механизма

деформации при наличии

в металле твердых

включений.

На рис. 98 представлена

возможная схема деформации

неоднородного материала,"содержащего твердую части­ цу (карбид). Исходный материал при приложении дос­ таточной нагрузки начинает деформироваться. При этом частица (карбид), так как она имеет твердость, значи­ тельно превышающую твердость окружающей среды, ос­ тается недеформированной, и вокруг нее образуется по­ лость.

При дальнейшей деформации частица может разру­ шиться, т. е. происходит дробление карбидов более круп­ ных на более мелкие, которые затем при нагреве под за-