Главная
Новости
Статьи
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон





















Яндекс.Метрика

Структура и механические свойства катаных заготовок


Поскольку метод сортовой прокатки слитков начали применять вместо метода ковки, качество катаных заготовок целесообразно сравнить с качеством кованых заготовок. При этом следует учитывать, что кованые прутки в соответствии с ранее принятой технологией получали из слитков меньших диаметров (420—540 мм). Ковку проводили на прессе усилием 6000 тс и ковочном молоте с в. п. ч. 5 тс. Температура нагрева слитков 1150—1200° С, общее время нагрева 4—6 ч.
Схема ковки в большинстве случаев заключалась в обычной протяжке слитка Заготовки, из которых в дальнейшем изготавливали штамповки особо ответственного назначения, после рубки на мерные заготовки и подогрева дополнительно подвергали двух- или трехкратной всесторонней ковке.
Фотографии типичной макроструктуры катаных и кованых заготовок различных размеров на примере сплава ВТ3-1 представлены на рис. 54 и 55.


На этих фотографиях видно, что макроструктура кованых прутков диаметром 140—260 мм, полученных методом простой протяжки слитка, характеризуется сильно развитой зональной неоднородностью. В то время как в центре по сечению прутков структура преимущественно равноосная с величиной зерна 6—8-го баллов 10-балльной шкалы макроструктуры, в периферийной зоне прутков шириной от 0,3 до 0,7 радиуса структура, во-первых, более крупнозернистая (до 10 баллов) и, во-вторых, с сохранившимися плохо проработанными литыми зернами. Наряду с зональной неоднородностью структуры, кованым пруткам свойственна также значительная неоднородность структуры по длине прутков и нестабильность структуры от прутка к прутку.
Столь существенная структурная неоднородность кованых прутков объясняется недостаточной степенью деформации (вытяжка от 4 до 10), нестабильностью и неравномерностью процесса деформации при ковке: неравномерной кантовкой и подачей заготовки, неодинаковыми степенями деформации за каждый жим или удар, захолаживанием поверхности металла, наличием зон затрудненной деформации и т. д.
Всесторонняя ковка способствует существенному повышению равномерности структуры и измельчению зерна заготовок. Однако в связи со значительной трудоемкостью ее применяют лишь в производстве ограниченной номенклатуры полуфабрикатов.
Макроструктура катаных прутков по сравнению с коваными прутками более стабильная, однородная и мелкозернистая. Величина зерна в центральной по сечению зоне катаных прутков в зависимости от диаметра соответствует 4—7 баллам вместо 6—8 баллов у кованых прутков.
При общей длине катаных прутков 25—50 м структура их довольно равномерна (за исключением концов по 1,5—2 м с более крупной и менее однородной структурой, соответствующих литниковой и донной частям слитка) и, что важно, практически одинакова у разных прутков. Столь существенные преимущества структуры катаных прутков из титановых сплавов по сравнению со структурой кованых прутков обусловлены в 1,5—2,5 раза большей вытяжкой при прокатке (вследствие применения более крупных слитков), более высокой температурой металла, более интенсивным темпом деформации и большей равномерностью деформации по сечению и длине заготовок за счет применения постоянных и регламентированных схем обжатий.

Одной из особенностей макроструктуры катаных прутков является наличие в периферийной зоне зерен, отличающихся от остальных контрастом и вытянутых в виде нитей вдоль направления прокатки. Металлографические исследования показали, что эти зерна являются деформированными зернами P-превращенной структуры. Их образование обусловлено снижением температуры поверхностных слоев металла на завершающих стадиях прокатки ниже температуры полиморфного превращения.
Исследованиями установлено, что такие зерна можно устранить отжигом или деформацией при температурах, на 30—50° С превышающих температуру полиморфного превращения. После такого отжига или деформации структура катаных заготовок становится более равномерной и практически равноценной структуре заготовок, подвергнутых всесторонней ковке.
Анализ результатов механических испытании катаных и кованых прутков показал, что их прочность, пластичность и ударная вязкость близки между собой (табл. 17).
Абсолютный уровень прочности как катаных, так и кованых прутков достаточно высок, а относительного удлинения и поперечного сужения в обоих случаях весьма низок (для легированных сплавов) Это вполне закономерно, так как микроструктура тех и других прутков в связи с высокими температурами деформации — преимущественно крупнозернистая пластинчатого типа. Тем не менее увеличение степени деформации при прокатке, хотя и не изменяет характера микроструктуры, но благодаря уменьшению величины в-зерен приводит к некоторому повышению прочности и пластичности прутков (рис. 56 и 57). Выравнивающий отжиг катаных прутков при температурах tпп = 30/50°С и умеренных выдержках (1 ч) практически не влияет на исходный уровень механических свойств.
Структура и механические свойства катаных заготовок

В заключение можно отметить, что несмотря на одинаковую микроструктуру и близкие механические свойства, в качестве промежуточных заготовок предпочтительнее использовать катаные заготовки, чем кованые, так как из них благодаря более мелкой и равномерной макроструктуре можно более просто при последующей деформации обеспечить получение хорошей структуры и высоких механических свойств полуфабрикатов.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: