Способ волочения труб из сплавов с гексагональной плотноупакованной решеткой

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству труб из сплавов с гексагональной (ГПУ) решеткой на подвижной оправке. Цель изобретения - повышение прочности труб путем формированя в трубах ориентации гидридов с показателем FH 0,45 из трубной заготовки с FH 0,6. Трубную заготовку осаживают по диаметру на оправку в волоке с относительной деформацией, не превышающей критическую степень деформации Екр, затем осуществляют дополнительную деформацию в роликовой волоке при угловой протяженности контакта ручьев ролика с трубой не более 180° и относительной деформацией не менее 2 Екр и не более 30%, затем основную деформацию с общей относительной деформацией не менее 50%. Затем проводят рекристаллизационный отжиг. 2 з.п. ф-лы 1 табл. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

-(51)5 В 21 С 1/24

ГОСУДАPСТВЕHHbjй КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4799971/27 (22) 09.01,90 (46) 15.05.92, Бюл. № 18 (71) Уральский политехнический институт им, С,М,Кирова (72) В.Г.Смирнов, В,И.Соколовский, А.Г.Черненко, Б,А.Васильев, Ю.А.Чеканов, В.Ф;Пришвицин и В.А,Лисьих (53) 621.774.372(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 189788, кл. В 21 С 45/00, 1966.

Повышение эффективности волочения труб на подвижной оправке. — Обзорная информация ин-та "Черметинформация", 1978, № 2, с.8.

Авторское свидетельство СССР

N517346,,кл. В 21 С 45/00, 1976, Авторское свидетельство СССР

N 1595607, кл. В 21 С 1/24, 1988.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, конкретно к способу производства труб из сплавов с гексагональной плотноупакованной решеткой (ГПУ-решеткой), в частности сплавов циркония и титана волочением на подвижной оправке, Известен способ волочения труб на длинной подвижной оправке. включающий волочение одновременно через две волоки — рабочую и дополнительную, расположенную непосредственно за рабочей волокой, и извлечение оправки, Известен способ волочения труб на подвижной оправке последовательно через несколько волок без промежуточных отжигов.

Я2 „1733148 А1 (54) СПОСОБ ВОЛОЧЕНИЯ ТРУБ ИЗ СПЛАВОВ С ГЕКСАГОНАЛЬНОЙ ПЛОТНОУПАКОВАННОЙ РЕШЕТКОЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству труб из сплавов с гексагональной (ГПУ) решеткой на подвижной оправке. Цель изобретения — повышение. прочности труб путем формированя в трубах ориентации гидридов с показателем FH < 0,45 из трубной заготовки с F< > 0,6. Трубную заготовку осаживают по диаметру на оправку в волоке с относительной деформацией, не превышающей критическую степень деформации

Екр, затем осуществляют дополнительную деформацию в роликовой волоке при угловой протяженности контакта ручьев ролика с трубой не более 180 и относительной деформацией не менее 2 Екр и не более 30%, затем основную деформацию с общей относительной деформацией не менее 50%. 3атем проводят рекристаллизационный отжиг. 2 з,п, ф-лы, 1 табл.

Известен способ волочения труб на длинной оправке, включающий основную и дополнтельную (осуществляемую в две стадии) деформаци, причем на первой стадии дополнительной деформации прозводят обжате по периметру в четырех точках, удаленных одна от другой под равными углами, а на второй стадии — обжатие в других четырех точках, которые расг оложены под углом 45 к точкам первого обжатия.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ волочения труб, включающий деформацию трубной заготовки на длинной оправке в волоке и последующую дополнительную деформацию в открытых ручьевых роликах, смещенных вдоль оси, каждый из которых

1733148 имеет угловую протяженность поверхности контакта ручья с трубой, определяемую зависимостью

К. 2л P = где p — угол контакта ручья ролика с трубой;

К вЂ” коэффициент перекрытия;

n — количество ручьевых роликов.

Недостатком известного способа является низкая прочность труб из сплавов циркония и титана с исходной ориентацией гидридов FH = 0,6 — 1,0, Цель изобретения — повышение прочности труб путем формирования в готовых изделиях ориентации гидридов с показателем

F„< 0,45 из трубной заготовки с F„> 0,6.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу волочения труб из сплавов с ГПУ-решеткой, включающему деформацию трубной заготовки на длинной оправке и дополнительную деформацию в открытых ручьях роликов, смещенных вдоль оси трубы, трубную заготовку осаживают на оправку в волоке по диаметру с относительной деформацией, не превышающей критическую степень деформации бакр, затем осуществляют дополнительную деформацию при угловой протяженности контактов ручьев ролика с трубой, не превышающей

180О, и с относительной деформацией на стенке не менее 2 екр и на более 30, затем основную деформацию с общей относительной деформацией не менее 50/о и последующий рекристаллизацонный отжиг.

Для сплава Zr+1Nb трубную заготовку осаживают в волоке по диаметру с относительной деформацией, не превышающей

5/, затем осуществляют дополнительную деформацию с относительной деформацией по стенке с нижним пределом 10О/, Для сплава Вт 1-0 (технический титан) трубную заготовку осаживают на оправку в волоке по диаметру с относительной деформацией, не превышающей 7 /, затем осуществляют дополнительную деформацию с относительной деформацией по стенке с нижним пределом 14/,, При осадкетрубной заготовки на оправку в волоке по диаметру выбирается зазор между заготовкой и оправкой и устраняется возможность деформации изгиба при последующей дополнительной деформации.

Величина относительной деформации при этом не должна превышать El(p (для сплава циркония — 5О/, для сплава титана — 7%), что оп ределено экспериментально.

При дополнительной деформации в открытых ручьях роликов происходит последовательная деформация всего периметра

55 стенки трубной заготовки на оправке. Угловая протяженность контакта каждого ручья с трубой, не превышающая 180, обеспечивает значительный подпор со стороны необжимаемой части периметра трубы и дает показатель напряженного состояния, близкий к всестороннему сжатию с максимальным радиальным напряжением. При этом в сплавах с ГПУ-решеткой реализуются механизмы пластической деформации — двойникования и сбросообразования по плоскостям, перпендикулярным направлению максимального сжимающего напряжения, т.е. образуется тангенциальная ориентация плоскостей с повышенной плотностью дислокаций.

Оптимальная относительная деформация на стенке составляет не менее 2 акр (для сплава циркония — не менее 10/, для сплава титана — не менее 14%) и не более 30, Йижний предел интервала деформаций определен тем, что у поликристаллических тел пластическая деформация проходит во всех зернах при е 2екр верхний предел определен экспериментально, При последующем волочении осуществляется основная деформация, величина которой не должна быть менее 50/о, что определено экспериментально. Такая деформация обеспечивает получение высокой плотност дислокаций на плоскостях с тангенцальной орентировкой, образовавшихся на предыдущей дополнительной деформации, которые при последующем рекристаллизационном отжиге превращаются в границы зерен, Дополнтельная деформация может осуществляться как в открытых ручьевых роликах, так и в цилиндрических роликах, Устройства для реализации способа могут иметь различное конструктивное исполнение. Способ может быть реализован на длиннооправочном волочильном стане, при этом осадка заготовки на оправку может осуществляться в монолитной волоке или в роликовой волоке, дополнительная деформация — в многосекцонной роликовой волоке, а окончательная деформация — в монолитной волоке, Способ может быть реализован также на станах непрерывной прокатки.

Пример 1, Способ опробован при волочении труб из циркониевого сплава

Zr+1Nb на прессе усилием 5 тс на

on ра вке 7,72.

Трубные заготовки ф10,8 х 1,4 мм с исходным показателем F„ 0,8 готовят к волочению по одинаковой технологии, после деформации отжигают по одному режиму, 1733148

Экспериментальные исследования по влиянию величины относительной деформации на формирование ориентации гидридов F, в трубах из сплава циркония Zr+ 1Nb (заготовка у 10 Вх1,4; оправка ф7,72) Общая деформация, Е1,Q

Основная деформация, мм

Ориент. гидр F»

Дополнительная деформация, мм

Осадка на оправку, мм

Вариант

50.2

1(известный)

2 з

5

7

9

1О

9,27x0,77

50.2

48,2

48,2

48.2

37,4

35,8

48.2

50,2

48,2

48.2

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

О,4

0,З

0,4

0,5

9,32x0,80

9.32х0,8

9,32 хо,8

9,62х0,45

9,42х0,85

9,32 хо,8

9,27x0,77

9,32x0,8

9.32х0,8

З1,7

35,7

6.4

27,3

13,9

39,8

42.2 гО,8

6,4

1 ох1,125

10,25х1,26

10.25х1,26

10.50х1,39

10,50х1,39 l0.50õ1;39

l 0.50х1,39

10,50х1,39

10,50х1.39

24,1

13,9

13,9

3,1

З.1

31

З.1

З,1

13,4

35,7

10,5

l0,5

10.5

10.5

31,9

42.610.1х1,19

9,42x0,85

10,25x1,26

10.25х1,26

10,25х1.26

10,25х1,26

9,7х0,99

9.42 хо,85

Составитель В. Смирнов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Кучерявая

Редактор М. Петрова

Заказ 1624 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 гидрируют и определяют показатель ориентации гидридов Рн.

Результаты экспериментальных исследований приведены в таблице, Пример 2. Трубу из титанового сплава

Вт 1-0 с исходным показателем F„ 0,8 размеромф11,2 х 1,4 мм после нанесения подсмаэочного покрытия и фосфатмыльной смазки волочат через волокуф1 0,5 на оправке ф7,72 на размер 10,5 х 1,39 мм (е1 =7,2 ), затем дополнительно деформируют на размерф10,1х1,19 мм (e = 16,1 $). Затем осуществляют основную деформацию на размер ф9,32 х 0,80 мм (яз =35,7 ). При этом общая деформация составляет е =50,37, После кристаллизации отжига показатель Гн 5 (0,4.

Эффективность предлагаемого способа волочения труб из сплавов с ГПУ-решеткой заключается в возможности достижения требуемых физико-механических ха рактеристик при использовании высокопроизводительного процесса длиннооправочного волочения, который в 10 — 12 раз производительней процесса холодной прокатки на станах ХПТР, и, кроме того, .в повышении прочности в окружном направлении, Формула изобретения

1. Способ волочения труб из сплавов с гексагональной плотноупакованной решеткой, включающий деформацию трубной заготовки на длинной оправке и дополнительную деформацию в открытых

30 ручьях роликов, смещенных вдоль оси трубы,отличающийся, тем,что,сцелью повышения прочности труб путем формирования в трубах ориентации гидридов с по-. казателем F„< 0,45 иэ трубной заготовк с F„

>0,6, трубную заготовку осаживают íà оправку в волоке по диаметру с относительной деформацией, не превышающей критическую степень деформации Екр, затем осуществляют дополнительную деформацию при угловой протяженности контакта ручьев ролика с трубой, не превышающей 180, и с относительной деформацией на стенке не менее 2Екр и не более 30,.çàòåì основную деформацию с общей относительной деформацией не менее 50 и последующий рекристаллизационный отжиг.

2. Способ по п,1, отличающийся тем, что для сплава Zr+1Nb трубную заготовку осаживают на оправку в волоке по диаметру с относительной деформацией, не превышающей 5;,, затем осуществляют дополнительную деформацию с относительной деформацией по стенке с нижним пределом 107;.

3, Способ по п.1, отличающийся тем, что для сплава титана ВТ1-0 (технический титан) трубную заготовку осаживают на оправку в волоке по диаметру с относительной деформацией, не, превышающей

7%, затем осуществляют дополнительную деформацию с относительной деформацией по стенке с нижним пределом 14 .