ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 110
Скачиваний: 0
Величины давления при гпдропрессовапии п механические свойства прутков жаропрочных сплавов [141]; ї ' п р = 2 0 ° С
Состояние заготовки
Кованый сплав Удимет 630
Начальное давлениепри выдавливании, |
Пределте кучести0 |
кГ/мм' |
Пределпроч ности,о" |
Удлинение |
Относитель сужениеное %•ф. |
Твердостьпо Роквеллу, HRC |
|
, |
|
|
|
|
|
|
Т |
|
, |
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
1. Нормализация 4 ч при |
|
124,32 |
142,7 |
8 |
10 |
44 |
||||||
|
1025" С, |
|
охлаждение |
|
|
|
|
|
|
|||
|
на |
воздухе+старение |
|
|
|
|
|
|
||||
|
16 ч при |
760° С, |
ох |
|
|
|
|
|
|
|||
|
лаждение |
на |
возду |
|
|
|
|
|
|
|||
|
хе-!- старенне Ю ч при |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
650° С, охлаждение на |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
воздухе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Обработка |
такая |
же, |
166,6 |
188,16 |
188,16 |
0 |
0 |
47 |
|||
|
что |
в |
п. |
1+50%-мое |
|
|
|
|
|
|
||
|
холодное гидропрессо |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
вание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Нормализация 4 ч при |
168,0 |
136,85 |
136,85 |
0 |
0 |
54 |
|||||
|
1025° С, |
|
охлаждение |
|
|
|
|
|
|
|||
|
яа |
воздухе+старение |
|
|
|
|
|
|
||||
|
16 ч при |
760° С, |
ох |
|
|
|
|
|
|
|||
|
лаждение |
• на |
возду |
|
|
|
|
|
|
|||
|
хе +50 % -ное |
холодное |
|
|
|
|
|
|
||||
|
обжатие+старение |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
10 ч при 650° С, |
ох |
|
|
|
|
|
|
||||
|
лаждение |
на воздухе |
|
|
|
|
|
|
||||
Кованый |
сплав |
Рене |
41 |
|
|
|
|
|
|
|||
1. Нормализация 4 ч при |
|
93,66 |
135,24 |
7 |
12 |
37 |
||||||
|
1080°, |
охлаждение на |
|
|
|
|
|
|
||||
|
воздухе+старение |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
16 ч |
при 760° С, |
ох |
|
|
|
|
|
|
|||
|
лаждение |
на |
воздухе |
|
|
|
|
|
|
|||
2. |
Обработка |
та же, что |
177,8 |
170,1 |
203,7 |
3 |
11 |
50 |
||||
|
в п. 1+50%-ное |
хо |
|
|
|
|
|
|
||||
|
лодное |
гидропрессова |
|
|
|
|
|
|
||||
|
ние |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Обработка |
такая |
же, |
181,3 |
196,0 |
196,0 |
0 |
0 |
56 |
|||
|
что в п. I и 2+старе |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ние |
16 ч при 760° С |
|
|
|
|
|
|
Состояние заготовки |
Начальное давлениепри |
выдавливании, |
|
|
|
||
Кованый сплав |
Ннконель |
|
|
718 |
|
|
|
1. Нормализация 4 </ при 980° С, охлаждение на воздухе+стареипе 8 '( при 720° С, охлажде ние вместе с печыо-Ь +старение 8 ч при 620° С, охлаждение на воздухе
Продолжение табл. 34
III |
О |
Удлинение %б, |
Относитель сужениеное %•ф. |
Твердостьпо Роквеллу, |
e l ' s |
||||
|
с - |
|
|
|
|
а |
|
|
|
107,38 138,95 20 20 40
2. Обработка |
такая |
же, |
163,1 |
182,7 |
197,4 |
2 |
7 |
49 |
||||
|
что |
в п. |
1 + 50% -мое |
|
|
|
|
|
|
|||
|
холодное гндропрессо- |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
вашіе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Обработка |
такая |
же, |
150,5 |
197,4 |
200,9 |
3 |
10 |
51 |
|||
|
что в п. 1 и 2+старе- |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
пне 8 ч при 620° С |
|
|
|
|
|
|
|||||
4. Обработка |
такая |
же, |
54,6 |
153,3 |
160,3 |
4 |
16 |
46 |
||||
|
что в п. 1 + 15%-нос хо |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
лодное |
обжатие+ста- |
|
|
|
|
|
|
||||
|
рение 8 ч при 620° С, |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
охлаждение |
на возду |
|
|
|
|
|
|
||||
|
хе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Нормализация 4 ч при 163,8 |
210,0 |
212,8 |
2 |
5 |
53 . |
|||||||
|
980° С, охлаждение на |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
воздухе+старенне |
8 ч |
|
|
|
|
|
|
||||
|
при |
720° С, |
охлажде |
|
|
|
|
|
|
|||
|
ние с печыо+50%-ное |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
холодное |
гидропрессо- |
|
|
|
|
|
|
||||
|
вание+старение |
|
8 ч |
|
|
|
|
|
|
|||
|
при |
620° С, |
охлажде |
|
|
|
|
|
|
|||
|
ние на воздухе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Литой |
сплав |
Инко |
713 LC |
|
|
|
|
|
|
|||
1. В |
состоянии |
после |
— |
78,12 |
97,3 |
14 |
15 |
34 |
||||
|
литья |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Состояние |
|
после |
176,4 |
95,55 |
104,3 |
18 |
71 |
36 |
|||
|
литья+50 %-ное хо |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
лодное гидропрессова |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ние |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ем, которое явилось проявлением несколько меньшего увеличения прочности.
Данные по сплаву Инко 713 LC (табл. 34) совершен но ясно показывают, что пластичность литых сплавов мо жет быть повышена за счет гидростатического выдавли вания. Помимо увеличения прочности до 104 кГ/м.и2, после гидростатического выдавливания значительно увеличи вается пластичность (относительное сужение) — с 15 до 70%- Еще больший интерес представляют результаты ис пытаний жаропрочных сплавов на длительную прочность при повышенных температурах. Нулевой уровень пла стичности, имеющий место после холодного гидропрессо вания и полной термической обработки, совершенно не допустим для материала, из которого изготовляют лопат ки газовых турбин, работающие в исключительно тяже лых условиях. Ниже показано существенное преимуще ство горячего гидропрессоваиия жаропрочных сплавов перед холодным.
Влияние холодного обжатия и различных температур последующего старения на механические свойства мате риала при температуре 650° С показано в табл. 35. Ско рость деформации при растяжении была та же, что и при испытаниях при комнатной температуре. Материалы под вергали 50%-ному обжатию при холодном гидропрессо вании перед окончательным старением в течение 8 ч при указанных в табл. 35 температурах.
Как видно из табл. 35, холодное обжатие с последую щим старением в значительной степени повышает преде лы прочности и текучести при температуре 650° С при кратковременных испытаниях. Однако нельзя ожидать такого улучшения свойств при длительных испытаниях.
Как отмечалось выше, наряду с холодным гидропрес сованием жаропрочных сплавов может быть осуществле но горячее гидропрессоваиие.
Макроструктуру изучали в продольном и поперечном направлениях в горячепрессованном и термообработанном состояниях при различных степенях деформации металла. После гидростатического прессования металл имеет плотную равномерную структуру, причем уже при небольших степенях деформации наблюдается хорошая проработка металла. В продольном и поперечном направ лениях после термообработки отсутствуют какие-либо огрубления структуры (рис. 103,а).
прутков сплава ЖС6-КП. Температура деформации ме талла 1150° С.
Анализ данных табл. 36 показывает, что механичес
кие свойства |
гидростатически прессованных |
прутков |
при |
|||||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 36 |
||
Результаты |
мехаппческпх |
испытании гпдропрессованиых |
||||||
п горячекатаных прутков сплава |
ЖС6-КП |
|
||||||
|
Температура |
П р о д о л ж и т е л ь |
|
Напряжение |
||||
В ы т я ж ка |
ность испытаний, |
|
||||||
испытаний, |
°С |
в |
образце, |
кГ/мм' |
||||
|
ч |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Гидр опрессованные |
и |
гермообработанпы |
|
е |
прутки |
|
||
4 |
900 |
|
180 |
|
|
27 |
|
|
4 |
900 |
|
170 |
|
|
27 |
|
|
2 |
900 |
|
160 |
|
|
27 |
|
|
2 |
900 |
|
150 |
|
|
27 |
|
|
6 |
900 |
|
180 |
|
|
27 |
|
|
6 |
900 |
|
160 |
|
|
27 |
|
|
ТУ |
900 |
|
100 |
|
|
27 |
|
|
Го, оячекатаные |
и те омообработанные |
|
прутки |
|
||||
6 |
900 |
|
170 |
|
|
27 |
|
|
6 |
900 |
|
140 |
|
|
27 |
|
|
6 |
900 |
|
110 |
|
|
27 |
|
|
6 |
900 |
|
180 |
|
|
27 |
|
|
6 |
900 |
|
120 |
|
|
27 |
|
|
6 |
900 |
|
160 |
|
|
27 |
|
температуре 900° С при кратковременных и длительных испытаниях значительно превышают требования ТУ. Со поставление механических свойств горячекатаных и гид ростатически прессованных прутков сплава ЖС6-КП по казывает, что средний уровень свойств и в том и в другом случае одинаков. Однако при гидростатическом прессо вании свойства прутков более стабильны, причем удар ная вязкость гидростатически прессованных прутков поч ти вдвое больше горячекатаных. Интересно отметить, что значительное повышение ударной вязкости наблюда ли и у других металлов, прошедших гидростатическое прессование.
Исключительный интерес представляют испытания прутков сплава ЖС6-КП, полученных горячим гидропрес сованием квазижидкпми средами, на сверхпластич ность
Упрощенно сверхпластичным можно назвать такое состояние металла, при котором необычно малые напря жения вызывают необычно высокие деформации. Сущест вует несколько способов приведения металла в сверхпла стичное состояние.
Один из них основан на деформировании металла с весьма низкой скоростью деформации (10 1 — Ю - 5 се/с- 1 ) в температурном интервале фазового превращения. Так, при испытаниях па растяжение стали ШХ15 при темпе ратуре фазовых превращений удалось достигнуть не обычно высокого для этой стали относительного удли нения, равного 132,8% [153].
Второй способ — формирование в металле плотной мелкозернистой равномерной структуры. При этом сверх высокие удлинения получены также при низких скоро стях деформации, сопоставимых со скоростью диффузи онных процессов, причем основная деформация дости гается путем межзеренпых перемещений, само же зерно остается малодеформированиым.
И, наконец, выше уже указывалось о способе приве дения металлов в сверхпластнчпое состояние с помощью сверхвысоких давлений, временно разрушающих кри сталлическую структуру металла. Этот способ имеет су щественные недостатки. Давления, при которых насту пает разрушение кристаллической решетки в металлах, чрезвычайно высоки — сотни тысяч атмосфер. Подобные давления были получены в настоящее время только в ла бораторных условиях в образцах металлов небольших объемов. Второй недостаток — трудность фиксирования момента разрушения решетки, а также весьма узкий ин тервал времени после снятия давления, в течение кото рого восстанавливается решетка. Эти недостатки созда ют исключительные трудности для промышленного при менения способа.
Наиболее перспективным представляется второй спо соб, основанный на формировании определенной струк туры в металле. Отмеченное выше улучшение структуры
1 |
Испытания проведены под руководством Я- М. Охрименко и |
О. М. |
Смирнова. |
Деформирование металлов в сверхпластичном состоя нии — одни из перспективных и эффективных методов обработки металлов давлением. При общем снижении энергозатрат возможно изготовление детален п даже уз лов сложнейшего профиля за один ход машины [29, с. 7].
Г л а в а VI
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ГИДРОПРЕССОВАНИЯ
Проведенные исследования гидропрессоваиия боль шой группы сплавов в широком диапазоне температур, скоростей и степеней деформации на лабораторном п промышленном оборудовании позволяют дать объектив ные рекомендации по внедрению процессов в промыш ленность и наметить перспективы развития технологии гидропрессоваиия.
Можно обоснованно считать, что в настоящее время наиболее быстро и эффективно будут внедряться в про мышленность процессы гидропрессования с нагревом ме талла заготовки, особенно с применением квазижидких сред. Этому способствует простота конструкции устано вок, возможность полной автоматизации процесса и при менения серийной оснастки и оборудования.
При определении температурных условий гидропрес соваиия необходимо исходить из требований, предъяв ляемых к свойствам и качеству прессизделий. Холодное гидростатическое прессование термически неупрочняемых алюминиевых сплавов АД1, АМц, АМгб и др. позво ляет получать прессизделия, обработанные с большими степенями деформации при относительно невысоких дав лениях. При этом достигается максимальное упрочнение, большее, чем при обычном холодном прессовании. Отсю да следует, что для промышленного внедрения молено рекомендовать холодное гидростатическое прессова ние термически неупрочняемых алюминиевых сплавов с целью получения прессизделий с повышенными прочно стными характеристиками и высоким качеством поверх ности.
Применение процессов холодного гидропрессования для термически упрочняемых алюминиевых сплавов, на пример сплавов АД31 и Діб, нецелесообразно, так как