способ изготовления раскатных кольцевых заготовок
Классы МПК: | B21H1/06 колец с ограниченной толщиной |
Автор(ы): | Процив Ю.В. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество "Кулебакский металлургический завод" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-03-01 публикация патента:
27.11.1996 |
Использование: изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности - к способам изготовления кольцевых заготовок. Цель изобретения - оптимизация условий перехода прямоугольного сечения исходных заготовок в сложно-ступенчатое тонкостенное сечение в конечных изделиях, а также повышение деформируемости за счет увеличения резерва пластичности металла деформируемых заготовок. Сущность изобретения заключается в том, что процесс раскатки исходных сварных колец прямоугольного сечения осуществляют в две стадии в двух отдельных калибрах, образуемых деформирующими валками, причем первую стадию раскатки осуществляют в черном калибре со степенью 20 - 40 %, а вторую стадию - после повторного нагрева при тех же условиях, что на первой стадии, осуществляют в чистовом калибре до получения параметров профиля готовых изделий. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ изготовления раскатных кольцевых заготовок и стареющих никелевых сплавов, включающий изготовление исходных колец прямоугольного сечения, сварных или бесшовных, теплую раскатку в условиях, близких к изотермическим, до получения простых или фигурных сечений со степенью деформации не менее 10% после нагрева в интервале температур гетерогенного состояния и последующую термообработку, отличающийся тем, что процесс раскатки осуществляют в две стадии в двух отдельных калибрах, образуемых деформирующими валками, причем первую стадию раскатки заготовок осуществляют в черновом калибре со степенью деформации 20 40% на второй стадии заготовку дополнительно нагревают при тех же условиях, что на первой стадии, а раскатку осуществляют в чистовом калибре до получения параметров профиля готовых изделий.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам изготовления кольцевых заготовок для деталей газотурбинных двигателей, и может найти применение в отраслях промышленности, где изготавливаются различные кольцеобразные изделия из стареющих никелевых сплавов, в особенности со сложноступенчатыми сечениями малой толщины. Известен способ изготовления кольцевых заготовок из стареющих никелевых сплавов, содержащий нагрев исходных заготовок до температуры гомогенного состояния и последующую раскатку [1]Недостаток этого способа заключается в том, что вследствие очень низкого резерва пластичности в атермических условиях деформации, этим способом можно изготовить только заготовки с простейшими компактными сечениями типа "прямоугольник" и "швеллер" причем в сечениях второго типа допустимые соотношения параметров весьма ограничены, в частности отношение толщины бурта (гребня) к высоте его должно быть не менее единицы, а сама высота бурта не должна превышать 50 мм. Минимальная толщина сечения при этом ограничивается величиной порядка 20 мм. Все эти ограничения резко повышают металлоемкость кольцевых заготовок для деталей ГТД и понижают коэффициент использования металла (КИМ) при их выточке. Известен способ изготовления кольцевых заготовок из горячекатаных профилей стареющих никелевых сплавов, содержащий изготовление сварных колец прямоугольного сечения, теплую раскатку их в условиях, близких к изотермическим, до различных сечений четырех типов со степенью деформации не менее 10 после нагрева в интервале температур гетерогенного состояния и последующую термообработку, режим которой определяется параметрами раскатки. В этом способе используется эффект существенного повышения деформируемости стареющих никелевых сплавов в условиях деформации, близких к изотермическим, за счет формирования дуплекс-структуры при нагреве под раскатку. Все это в конечном итоге позволяет резко расширить возможности изготовления кольцевых заготовок из стареющих никелевых сплавов методом раскатки и в определенных пределах снять ограничения по конфигурации и параметрам их сечения [2]
Недостатком указанного способа является то, что используемые в качестве исходного полуфабриката для раскатки сварные кольца из горячекатаных профилей имеют, как правило, разнозернистую структуру с зонами крупных зерен в сечениях. В связи с этим дуплекс-структура, формирующаяся при нагреве под раскатку в этом способе, представляет собой сочетания крупных зерен твердого раствора и крупных частиц
![способ изготовления раскатных кольцевых заготовок, патент № 2069595](/images/patents/403/2069006/947.gif)
![способ изготовления раскатных кольцевых заготовок, патент № 2069595](/images/patents/403/2069241/697.gif)
![способ изготовления раскатных кольцевых заготовок, патент № 2069595](/images/patents/403/2069006/947.gif)
![способ изготовления раскатных кольцевых заготовок, патент № 2069595](/images/patents/403/2069241/697.gif)
![способ изготовления раскатных кольцевых заготовок, патент № 2069595](/images/patents/403/2069241/697.gif)
![способ изготовления раскатных кольцевых заготовок, патент № 2069595](/images/patents/403/2069006/947.gif)
![способ изготовления раскатных кольцевых заготовок, патент № 2069595](/images/patents/403/2069241/697.gif)
![способ изготовления раскатных кольцевых заготовок, патент № 2069595](/images/patents/403/2069006/947.gif)
![способ изготовления раскатных кольцевых заготовок, патент № 2069595](/images/patents/403/2069241/697.gif)
В тех случаях, когда сечение конечного изделия хоть и ступенчатое, но относительно простое по конфигурации, двухстадийную деформацию кольцевых заготовок можно осуществлять и в одном калибре. Данный способ опробован при изготовлении кольцевых заготовок с сечением четвертого типа (по классификации, предложенной в способе-прототипе) из горячекатаных профилей сплава ЭП 199 ВД (ВЖ 101 ВД). Были изготовлены исходные сварные кольцевые заготовки с прямоугольным сечение (60 х 40 мм) диаметром
![способ изготовления раскатных кольцевых заготовок, патент № 2069595](/images/patents/403/2069004/8776.gif)
![способ изготовления раскатных кольцевых заготовок, патент № 2069595](/images/patents/403/2069004/8776.gif)
Одна из раскатанных кольцевых заготовок была разрезана на образцы для механических испытаний (в том числе и образец со сварным швом посредине) и на темплеты для исследования макроструктуры. Структура исследовалась как в состоянии непосредственно после прокатки, так и после закалки с различных температур в интервале 1150 1200oC. Общая характеристика и закономерность изменения структуры в зависимости от температуры нагрева под закалку аналогичны таковым в способе-прототипе. Механические свойства основного металла и сварного соединения характеризуются высокими и стабильными значениями показателей и с запасом отвечают требованиям ТУ на основной металл. Все показатели механических свойств и параметры структуры в полученных кольцевых заготовках соответствуют таким же характеристикам кольцевых заготовок, полученным по способу-прототипу. Для иллюстрации различия уровня начального резерва пластичности в исходных сварных кольцевых заготовках и в таких же заготовках после предварительной деформации на степень 20 25 и повторного нагрева под раскатку по способу-прототипу были проведены сравнительные исследования. Сварные кольцевые заготовки прямоугольного сечения из сплавов ЭП199 ВД и ЭП 708 ВД были изрезаны на образцы и испытаны на растяжение при температурах 850 1000oС (через каждые 50oС) как в состоянии до раскатки, так и в состоянии после раскатки на 20 25 с повторным нагревом по способу-прототипу. Интервал колебаний значений относительного удлинения в испытанных образцах (по 6 шт. на каждую температуру в заданном состоянии для каждого сплава) показаны в таблице. Из таблицы видно, что начальный резерв пластичности в новом способе в среднем не менее чем в два раза выше, а интервал колебаний существенно уже, чем в способе-прототипе. Использование данного способа, по сравнению с известными, позволит исключить возможность разрушений из-за недостаточного начального резерва пластичности, например, при изготовлении кольцевых заготовок четвертого типа, а также обеспечит расширение возможностей раскатки кольцевых заготовок из стареющих никелевых сплавов.
Класс B21H1/06 колец с ограниченной толщиной