Способ обработки изделий из металлов и сплавов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«11711161 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заяалено120178 (21) о2571127/22-02 с присоединением заявки М— (23) ПриоритетОпубликовано 2501.80 Бюллетень Йо 3

Дата опубликования описания 28.01.80 (1) 4. )(л.2

С 22 Р 1/00

В 21 Т 5/00

С 21 D 7/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК б 21 . 78 7 . 4 (088.8) (72) Авторы

ИЗОбрвтЕНИЯ В.П. Северденко, М.И. Калачев и А.Н. Давидович (71) 36яВитВЛЬ Физико-технический институт АН Белорусской ССР (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИИ ИЗ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

15

25

1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к предварительной обработке полуфабрикатов и изделий для улучшения их эксплуатационных свойств, а именно дл я ион ыше ни я проч í ос т и .

Известны способы повышения механических свойств металлон. деформированием, когда в результате многократного действия инструмента на металл последний значительно упрочняется.

Этот процесс наблюдается при дробной прокатке и дробном волочении (11.

Недостатком известного способа является то, что структура полосы, полученная при дробной прокатке, или проволоки, при дробном волочении, оказывается неоднородной, т.е. свойства металла по сечению распределяются неравномерно.

Наиболее близким по технической сущности является способ повышения долговечности деталей из металлов и сплавов, заключающийся в том, что тренировку циклическими нагрузками производят при установленном числе циклов при напряжении ниже предела усталости. Способ обеспечивает. повышение долговечности на окончательно готовых лопатках компрессора авиадвигателя иэ титаноного сплава BT-8 при тренировке цилиндрическими нагрузками с G.-25 кг/мм (предел усталости

Сплава ВТ-8 G -50 кг/мм ) н продол2 жении 250000 циклов с последующим отдыхом до 1211000 циклон до разрушения при Р-50%) (2) .

Однако обработка изделия rio указанному способу не дает возможности получить равномерное улучшение механических свойств по всему деформируемому объему. Это вызывается тем, что вследствие однонаправленности дейстния нагрузки, различные области иэделия .упрочняются неодинаково. Таким образом, прежде чем достигается заданная средняя степень упрочнения, н местах максимальных сдвигов где происходит наиболее интенсивная деформация металла иэ-эа возникновения локальных напряжений, превышающих предел прочности материала, возникают трещины разрушения. В связи с этим н других областях очага деформации требуемая степень упрочнения не достигается и ресурс прочности металла не используется полностью.

Бель изобретения — повышение прочности и твердости изделий из металлов и сплавов за счет создания боль7111 б 1

Предлагаемый способ

Материал

Предел прочности

G>, к г/мм

Тв ердость, НРВ

Предел и;эочТв ердос

EI PB ности

r79 i кг/ мм

72-74

87-90

76-78

78-80

96-98

82-84

Медь N3

Сталь 35

Латунь Л62

82

Титановый сплав

НТ1-1

84-86

78-80

92-96

92-94

Ьронза A-Ж-М шого количества несовершенств кристаллической решетки дpôopìèpóåèäão материала и их наиболее равномерного распределения по объему, Цель достигается тем, что деформирование циклическими нагрузками 5 произв одят пут ем последов атель ного чередования нагружения изделия вдоль его оси и нагружением перпендикулярно оси иэделия, причем нагружение перпендикулярно оси иэделия осуществ- гп ляют с помощью гидростатическогQ,öàâ- . ления рабочей жидкости, превышающего предел текучести материала иэделия.

При этом происходит процесс повышения плотности несовершенств кристаллической решетки (дислокаций, вакансий) и одновременно залечивание микротрещин, образующихся при деформации. Вследствие того, что деформиро". вание происходит по трем главным осям, пластической деформацией охватывается максимальное число систем скольжения и дефекты кристаллической решетки распределяются по всему объему изделия наиболее равномерно.

В начале цикла жесткий инструмент 25 воздействует на жидкость и на образец, создавая в жицкости давление Р и на торцах заготовки,цавление Р .

Образец осаживается, когда Р ) Р, Деформирование образца в обратном 3() направлении, т. е. в направлении его продольной оси, происходит при Р4 7 1 Способ осуществляется следуюцггм образом.

Металлический образец цилиндричес- 35 кой формы помещают в контейнер, заполненный жидкостью, например, вакуумным маслом. Уровень жидкости находится выше торца образца. При движении пуансона вниз он предварительно сжимает жидкость и создает H ней давление, Таким образом, использование пред- б()

1агаемого способа дает возможность добиваться более высоких прочностных

:войств материала за счет повышения плотности дефектов кристаллической решетки, более равномерного распрепревышающее предел текучссти материаJToH образца, а затем воздеиствует на торец образца и деформирует последний, После достижения заданной степени деформации постепенно разгружают жесткий пуансон до положения, при котором он начинает давить на образец.

Но время разгрузки пуансона на негс> действует рабочая жидкость и образец, который деформируется под действием давления >кидкрсти.

Образцы из различных металлов и сплавов размером ф бх12 мм, помещают в контейнер, заполненный вакуумным маслом, уровень жидкости находится выше торца образца с учетом ее сжимаеглости. (При давлении P = 10 кбар и температуре t = 20 C сжимаемость го

С =- -" = 0,17) . Перемещая пуансон

"о вниз предварительно сжимают жидкость и создают давление 10 кбар. При этом давлении осаживают образец на ЬЙ=1мм.

После этого постепенно разгружают пуансон до положения, при котором он начинает действовать на образец. Во время разгрузки пуансона образец деформируется давлением жидкости в направлении перпендикупярном предыдущему, т.е. удлиняется до первоначальных размеров. Таким образом, эа один цикл образец получает двойную степень деформации, практически не изменив сВоНх размеров. Число циклов равно п .= 50, суммарная степень деформации

h — h

Е = — — ° 100% " 2 и где Il — колиho чество циклов.

Для сравнения подвергают испытанию такие же образцы по известному способу. Результаты приведены в таблице. деления их по объему и подавления процесса внутрикристаллического разрушения гидростатическим давлением.

Зкономический эффект от внедрения предлагаемого способа составляет 140000 руб.

711161

Составитель A. Зенцов

Редактор Н. Лишак Техред М. Петко Корректор Г. Решетник

Заказ 8 601/19

Тираж 694 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r, Ужгород; Ул, Проектная, 4

Формула изобретения

Способ обработки изделий из металлов и сплавов, включающий деформирование иэделий циклическими нагрузками, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и твердости иэделий, деформирование проводят путем последовательного чередования нагружения иэделия вдоль оси и нагружением перпендикулярно оси иэделия, причем нагружение перпендикулярно оси иэделия осуществляют с помощью гидростатического давления рабочей жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Гордиенко Л.К . Субструктурное упрочнение металлов и сплавов М Наука,, 1973, с . 28-29, 162-164, 2. авторское свидетельство СССР

9 443920, кл. В 21 J 5/04, В 21 0 7/00.