Файл: Биметаллические трубы..pdf

Т а б л и ц а 25

Параметры прессования биметаллических труб при скорости прессования 40—50 мм/с

1 В ч и с л и т е л е у к а з а н ы э к с п е р и м е н т а л ь н ы е з н а ч е н и я у с и л и я п р е с с о в а н и я ; в з н а м е н а т е л е —

ра с ч е т н ы е .

Вслучае прессования биметаллических труб с тонким плаки­ рующим слоем, а также с одинаковым или близким сопротивлением деформации обоих слоев усилия прессования могут быть рассчитаны по формуле (47) или другим имеющимся формулам для расчета уси­ лий прессования монометаллических труб. В остальных случаях необходимо учитывать наличие в очаге деформации двух металлов с различными физико-химическими свойствами.

Экспериментальное исследование усилий прессования

Усилия прессования, а соответственно удельные давления прес­ сования и прочность сварки слоев в значительной степени зависят от основных факторов процесса прессования биметаллических труб — металла слоев, температуры, степени и скорости деформации, коэф­ фициента плакирования. В ряде случаев в зависимости от физико­ химических свойств металла эти параметры имеют ограничения. Выход за оптимальные их пределы вызывают разрушение металла или снижение его качества.

Экспериментальное определение усилий прессования биметал­ лических труб из высокотемпературных и низкотемпературных соче­ таний металлов осуществлялось на гидравлических прессах — верти­ кальным усилием 6 МН (600 тс) и горизонтальным усилием 16 МН (1600 тс), а также на вертикальных механических прессах усилием 12,5 и 15 МН (1250 и 1500 тс).

В аналогичных условиях прессовали монометаллические трубы из стали 10 и 0Х18Н10Т.

Усилия, развиваемые прессом, определяли замером давления жидкости в цилиндрах с помощью гидравлических месдоз мембран­ ного типа различной чувствительности. Замеры проводили по мосто­ вой схеме с усилителем. На мембрану месдозы наклеивали только

155

рабочий датчик. Два балансировочных датчика находились в уси­ лителе, один компенсационный датчик наклеивали на недеформируе­ мую часть месдозы. Месдозу устанавливали на главном цилиндре пресса. Конструкция месдоз (рис. 74) позволила полностью герме­ тизировать датчики, что обеспечило длительную эксплуатацию мес­ доз в производственных условиях. Тарировку месдоз проводили на лабораторном гидравлическом прессе до 32 МН/м2 (320 ат). Данные

наружному диаметру изменяли от 82,5 до 150 мм, коэффициенты плакирования от 0,08 до 0,8, скорости прессования от 50 до 350 мм/с, коэффициент вытяжки от 6 до 16. В значительных пре­ делах менялась и температура нагрева заготовок. Усилия прессова­ ния биметаллических труб ряда сочетаний металлов, полученные экспериментальным путем, приведены в табл. 26.

Одним из главных параметров процесса прессования является температурное поле пластической деформации. Как правило, чем выше оптимальная температура, тем ниже усилия прессования и больше скорость диффузионных процессов, а следовательно, прочнее сварка слоев биметаллических труб. Из-за наличия в очаге дефор­ мации двух металлов, каждый из которых имеет свою оптимальную температуру деформации, трудно обеспечить осуществление про­ цесса при наилучших условиях. Поэтому выбор температуры де­ формации часто представляет значительные трудности. Она влияет также и на выбор других параметров процесса — степень деформа-

156

157

ции, исходные размеры двухслойной заготовки и скорость дефор­ мации.

Для определения влияния указанных параметров на удельные давления прессования исследование процесса проводили при из­ менении одного из них.

Влияние температуры нагрева и коэффициента вытяжки на удель­ ные давления определяли при прессовании биметаллических труб сталь 10+0Х18Н10Т в температурном интервале 1000—1250° С и сталь + бронза при 740—840° С.

Прессование осуществляли через матрицы (конусность 2а0 = == 135°) с применением стеклосмазки. Скорость прессования состав­

усилие прессования, F t — площадь сечения прессованной заготовки). Для сопоставления приведены кривые удельных давлений при прес­ совании однослойных труб из сталей 10 и 0Х18Н10Т. С повышением температуры удельные давления прессования значительно сни­ жаются как для биметаллических труб из различных сочетаний ме­ таллов, так и для монометаллических. Так, например, при 1000° С (см. рис. 75) удельное давление прессования стали 0Х18Н10Т со­ ставляло 1200 МН/м2 (120 кгс/мм2), биметалла сталь 10+0Х18Н10Т 975 МН/м2 (97,5 кгс/мм2), стали 10+800 МН/м2 (80 кгс/мм2), а при 1250° С соответственно 900 МН/м2 (90 кгс/мм2), 650 МН/м2 (65 кгс/мм2) и 450 МН/м2 (45 кгс/мм2). При повышении температуры на 250 град удельное давление истечения снижается в 1,3— 1,8 раза.

Это указывает на значительное уменьшение сопротивления дефор­ мации металла с повышением температуры. Закон изменения удель­ ного давления прессования близок к прямолинейному.

Кривые распределения удельных давлений при прессовании би­ металлических труб лежат в интервале удельных давлений прессо­ вания монометаллических труб,

158

Так, кривая 2 (см. рис. 75) расположена выше кривой 3. Это объясняется большим коэффициентом плакирования в первом случае (.п = 0,613), чем во втором (п = 0,387).

Сопротивление деформации бронз БрАЖЭ—4 и БрОФ 7—0,2 ниже, чем стали 10. В свою очередь сопротивление деформации БрАЖЭ—4 выше сопротивления БрОФ 7—0,2 (см. кривые 5, 6 рис. 75).

1 — с т а л ь 0 Х 1 8 Н 1 0 Т ; 2 —с т а л ь 10 + с т а л ь О Х 1 8 Н 1 0 Т ( и з н у т р и ) ; 3 — с т а л ь 10

С увеличением коэффициента деформации происходит рост удель­ ного давления во всем исследуемом интервале температур прессова­ ния (рис. 76, 77). С ростом коэффициента вытяжки с 6 до 16, или в 2,7 раза, удельное давление прессования возрастает в 1,25— 1,6 раза, т. е. степень нарастания сопротивления деформации значительно отстает от степени нарастания деформации.

Х7

Так, при прессовании биметаллических труб сталь 10 + сталь 0Х18Н10Т при 1250° С с ростом коэффициента вытяжки от 6 до 16 удельное давление возрастает от 650 МН/м2 (65 кгс/мм2) до 900 МН/м2 (90 кгс/мм2), т. е. в 1,4 раза.

При температуре прессования 820° С с увеличением коэффици­ ента деформации от 6 до 16 удельное давление возрастает: для труб

159