Файл: Колпашников А.И. Гидропрессование металлов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 110

Скачиваний: 0

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

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