Способ определения технологичности листов тугоплавких металлов под штамповку

 

Изобретение относится к области испытания деталей из листов тугоплавких металлов, используемых для электровакуумного производства. Способ определения технологичности листов тугоплавких металлов под штамповку, включающий изготовление партии листов, выборочный контроль листов по образцам на технологические свойства, изготовление микрошлифов на образцах по всей их толщине и оценку микроструктуры. На образцах, испытанных на склонность к расслоению, подготавливают поперечные и продольные микрошлифы относительно направления проката, путем травления выявляют на них слоистость микроструктуры, которую оценивают на степень волнистости в баллах, сопоставляют эту оценку со склонностью к расслоению, устанавливают контрольные образцы баллов волнистости и по ним контролируют выпускаемые промышленные партии листов по микроструктуре образцов. Данное изобретение обеспечивает возможность прогнозировать штампуемость и оптимизировать режимы прокатки листов с целью снижения их склонности к расслоению. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при изготовлении деталей из листов тугоплавких металлов со слоистой нерекристаллизованной структурой, в частности из листов молибденового сплава ЦМ2А, выпускаемых по ТУ 48-4206-04-00 для электровакуумного производства. При штамповке (вытяжке, калибровке) деталей наблюдается частичная их отбраковка по расслоениям, идущим по слоистому металлу. При этом расслоение может возникать на любой глубине по толщине листа, из которого штампуются детали (фиг.1). Технологичность листов ЦМ2А оценивается на склонность к расслоению (образцы при испытании или расслаиваются, или разрушаются усталостно, без расслоения), что удовлетворительно коррелирует с выходом годных без расслоения, как это показано в статье: Л.П.Карпов. Расслоение и микрорасслоение в деталях из листов сплава ЦМ2А//МиТОМ, №9, с.58-60. Микроструктура при этом контролируется только на отсутствие рекристаллизации.

Согласно литературным данным слоистая микроструктура тугоплавких металлов всегда склонна к расслоению при пластической деформации листов. Характер слоистости микроструктуры не учитывается.

За прототип взят способ определения технологичности листов по ТУ48-4206-04-00, включающий определение склонности к расслоению при механическом воздействии на металл и определение микроструктуры на отсутствие рекристаллизации.

Недостатки прототипа: не оценивается характер слоистости микроструктуры, ее линейность или изогнутость, что не позволяет прогнозировать штампуемость без расслоения и выбирать режимы прокатки для снижения склонности к расслоению.

Задача изобретения: предложить способ оценки характера слоистости микроструктуры, позволяющий прогнозировать штампуемость и оптимизировать режимы прокатки листов с целью снижения их склонности к расслоению, отсортировки нетехнологичных партий листов при входном контроле.

Поставленная задача решается тем, что на образцах, испытанных на склонность к расслоению, подготавливают поперечные и продольные образцы относительно направления проката, путем травления выявляют на них слоистость микроструктуры, которую оценивают на степень волнистости в баллах, сопоставляют эту оценку со склонностью к расслоению, устанавливают контрольные образцы баллов волнистости и по ним контролируют выпускаемые промышленные партии листов по микроструктуре образцов.

Для реализации способа выполняют операции.

1. Изготавливают образцы и определяют на них склонность к расслоению.

2. На этих же образцах или их частях подготавливают поперечные и продольные микрошлифы, на них выявляют слоистость микроструктуры путем травления и оценивают степень ее волнистости.

3. Сопоставляя склонность к расслоению и волнистость микроструктуры, устанавливают контрольные образцы волнистости слоев микроструктуры.

4. В дальнейшем все промышленные партии листов на образцах контролируют на волнистость слоев микроструктуры по контрольным образцам.

5. Данные волнистости микроструктуры используют для прогнозирования штампуемости без расслоения и оптимизации режимов прокатки, отсортировки нетехнологичных партий листов при входном контроле и оптимизации технологии изготовления листов.

При этом используется известное положение о механизме торможения трещины путем создания препятствий на ее пути, требующих дополнительной энергии для роста трещины.

В заявке две фигуры: фиг.1 - частота появления расслоения (Р) на разной глубине (Ф) по толщине листа на штамповках из листов сплава ЦМ2А (число штамповок 189 штук); фиг.2 - волнистость слоев микроструктуры листов сплава ЦМ2А: а - балл 1; б - балл 2; в - балл 3. х100.

Способ проверен на листах сплава ЦМ2А толщиной 0,8 мм, выпускаемых по ТУ 48-4206-04-00 (холоднокатанные, с дорекристаллизационным отжигом). В таблице показана разная склонность к расслоению двух партий металла и волнистость микроструктуры, выявленная травлением в свежеприготовленном реактиве состава: 1 часть 10%-ного водного раствора марганцовокислого калия и 1 часть 50%-ного водного раствора серной кислоты. Не склонны к расслоению образцы партии 2, где наибольшая волнистость (балл 3) в поперечном и продольном направлении. Образцы, имеющие волнистость микроструктуры только в одном направлении, дают склонность к расслоению, что снижает выход годных деталей при штамповке.

Технический результат изобретения заключается в снижении склонности к расслоению листов, применяемых для изготовления деталей штамповкой, снижении технологического брака по расслоению, экономии дорогого дефицитного металла, повышении надежности изделий, что достигается оптимизацией технологии, изготовления листов с волнистой микроструктурой и отсортировкой партии листов без волнистости микроструктуры при входном контроле.

Формула изобретения

1. Способ определения технологичности листов тугоплавких металлов под штамповку, включающий изготовление партии листов, выборочный контроль листов по образцам на технологические свойства, изготовление микрошлифов на образцах по всей их толщине и оценку микроструктуры, отличающийся тем, что на образцах, испытанных на склонность к расслоению, подготавливают поперечные и продольные микрошлифы относительно направления проката, путем травления выявляют на них слоистость микроструктуры, которую оценивают на степень волнистости в баллах, сопоставляют эту оценку со склонностью к расслоению, устанавливают контрольные образцы баллов волнистости и по ним контролируют выпускаемые промышленные партии листов по микроструктуре образцов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что холоднокатаные листы молибденового сплава ЦМ2А, выпускаемые по ТУ48-4206-04-00, контролируют на волнистость микроструктуры по 3-бальной шкале, принимая более технологичной микроструктуру с волнистостью балла 3, т.е. большей степени, для поперечных и продольных шлифов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2