Способ обработки изделий из металлов

 

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛОВ, преимущественно работающих в условиях растяжения или сжатия , включающий многоступенчатое деформирование при отрицательных температурах под действием нарастающего напряжения от нуля до значении напряжений, равных пределу текучести , с выходом на каждой ступени на стадию установившегося течения, разгрузку и отогрев до комнатной температуры, отличающийс я тем, что, с целью повьЙ1ения предела текучесту изделий без изменения их геометрии, разгрузку осуществляют в процессе отогрева с приложением напряжения, определяемого из соотношения . пр р - величина напряжения при где разгрузке; d величина предела текучееел ти металла при данной тем-; тературе.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„l 010) 55

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В щ !!

> !!

l ! !

096 (б„,c б ! (21) 3356958/22-02 (22) 27. 11. 81 (46) 07.04.83. Бюл. М 13 (72) В.К, Аксенов, И.А. Гиндин, Е.В. Карасева и Я,Д. Стародубов (53) 621.785.4 (088.8) (56 ) 1. Бернштейн М.Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов, М., "Металлургия", 1960, с. 315.

2. Патент CIA и 3276918, кл. 148-129 1973 °

3. Авторское свидетельство СССР

N 424911, кл. С 21 D 8/00, 1973. (54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ МЕТАЛЛОВ, преимущественно работающих в условиях растяжения или сжатия, включающий многоступенчатое деформирование при отрицательных температурах под действием нарастаюУдр С 22.F 1 00; C 21 D 8/00 щего напряжения от нуля до значений напряжений, равных пределу текучес" ти, с выходом на каждой ступени на стадию установившегося течения, разгрузку и отогрев до комнатной температуры, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повь1шения предела текучести изделий без изменения их геометрии, разгрузку осуществляют в процессе отогрева с приложением напряжения, определяемого из соотношения где b> - величина напряжения при . разгрузке, б - величина предела текучести металла при данной тем-, тературе.

16

$5 го

1 101

Изобретение относится K металлур-I гии, а именно к способам обработки изделий из металлов, работающих в условиях активного растяжения или сжатия.

В настоящее время известен способ обработки металлов, в котором упрочнение достигается за счет последовательного или совместного сочетаний механического нагружения и термического воздействия на материал (1 1.

Известен также способ упрочнения, заключающийся в обработке издепий иэ металлов в макроупругой области деформации, т.е. когда форма и размеры обрабатываемого изделия остаются без изменения (2 1 .

Наиболее близким к предлага.емому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ, в котором с целью упрочнения,,материал после термической обработки

- подвергают многоступенчатому низкотемпературному деформированию под действием нарастающего напряжения ,от значений, близких к нулю, до значений напряжений, равных пределу текучести, с выходом на каждой ступени на стадию установившегося течения с последующей разгрузкой и отогревом до комнатной температуры.

При ятом имеют место процессы ухода истощения ) легкоподвижных дислокаций из исходно" дислокационной структуры, а появление новых дислокаций и их источников из-эа низкой температуры и малой скорости деформирования исключается. В результате повышаются стартовые напряжения, необходимые для движения оставшихся дислока ций, что приводит к росту предела текучести материала P) ) .

Недостатком всех указанных способов является то, что уровень достигаемого уг рочнения B изделиях из металлов, работающих в условиях растяжения или сжатия, остается низким, так как ресурс, истощения дислокаций лимитирован величиной приложенного напряжения (6, < д }, что ограничивает воэможность создания более устойчивой к механическим нагрузкам дислокационной структуры.

Цель изобретения - повышение предела текучести (5>) изделий беэ изменения их геометрии.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки изделий из металлов, включающем мно0155 2 гоступенчатое деформирование при отрицательных температурах под действием нарастающего напряжения от нуля до значений напряжений, равных пределу текучести с выходом на каждой ступени на стадию установившего-. ся течения, разгрузку и отогрев до комнатной температуры, разгрузку осуществляют в процессе отогрева с приложением напряжения, определяемым из соотношения

0,9 dT (6„(Йт, где b пр - велйчина йапряжения при разгрузке;

4 - величина предела текучести металла при данной температуре.

В отличие от известного способа последующая разгрузка изделий осуществляется не перед отогревом материала, а в процессе отогрева, причем разгрузка производится таким образом, чтобы соблюдалось следующее условие:

096Г (dip< 6 т. е., чтобы величина (п,) повторяла температурную зависимость предела текучести.

В таблице приведены результаты испытаний образцов обработанных по известному способу и по предлагаемому.

При напряжениях, превышающих f1pB

35 дел текучести материала, происходит формоизменение готовых изделий и значительно увеличивается возможность нарушения их фазовой стабильностью (см. таблицу ).

При низких напряжениях (dр ( (0,9 6 ) резко снижается уровень меT ханической активации дислокаций, следствием чего является резкое уменьшение уровня достигаемого упрочнения.

Отогрев материала под постепенно уменьшающейся нагрузкой, т.е. соблюдение условия 0 9 6 (d„> (d+> приводит к дополнительной активации, перераспределению и истощению дислокаций, оставшихся в материале после об50 работки при пониженнои температуре, за счет постоянно увеличивающегося по иере роста температуры вклада термической активации в процессы срыва легкоподвижных -дислокаций от препятствий. Кроме того, диффузия точечных дефектов в поле напряжений по иере повышения температуры вызывает дополнительное закрепление, 3 101 образование порогов и перегибов на оставшихся неподвижных дислокациях, что повышает их стартовые напряжения.

0155 4. кам дислокационными конфигурациями, что повышает сопротивление пластической деформации при последующем нагружении, т.е. приводит к повышению предела текучести образцов или изделий по сравнению с обработкой по прототипу (см. таблицу ).

В результате протекания этих процессов в материале формируется структура с устойчивыми к внешним нагруэВеличина приложенного напряжения погрузки, Йпр, кгс/мм 2

Состав

Способ обработки

Примечание

Известный

П редла гаемый

0 956

55

19

Отогрев ведется до комнатной темпе40 ратуры.

Испытания механических свойств путем разрыва o6paзцов при комнатной температуре показывают рост предела текучести обработанных по данной методике образцов на 55-603 по сравнению с исходным состоянием ниобия.

Такая обработка позволяет получать макроскопические объекты с ниэso кой плотностью дислокаций и соответственно более высоким пределом текучести по сравнению с обработкой по из4 вестному способу.

ВНИИПИ Заказ 2413/14 Тираж 625 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Предлагаемый способ обработки осуществляется следующим образом.

Образцы из поликристаллического

m (99,953) подвергают нагружению при 4,2 К ступенями в 5 кг/мм до конечной нагрузки 90 кг, что соответ-, ствует 0,956+2. Груз увеличивают после достижения установившейся скорости ползучести на каждой ступени. Затем температуру повышают со скоростью

20.град/ч, при этом производится разгрузка образца так, чтобы .

0,95 Й (бп (б5, т. е. приложенное напряжение и повторяет температурную зависимость предела текучести.

Предел текучести при 300 К о после соответствующей обработки (> 300, кгс/мм

Увеличение предела текучести по сравнению с исходным состоянием

Ы, t

Происходит изменение формы за счет деформации материала