Способ изготовления поковок из слитка

 

Использование: обработка металлов давлением, ковка крупных поковок ответственного назначения из слитков с дендритной столбчатой структурой. Сущность изобретения: при деформировании отклоняют оси первого порядка дендритов в направлении действия максимальных рабочих напряжений в готовой детали. При изготовлении поковок типа обечаек деформирование ведут последовательно. Протягивают заготовку в вырезных бойках с винтовой поверхностью . Осаживают на плоских и наклонных плитах. Прошивают и подвергают разгонке на оправке продольным бойком. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОцИАлистических

РЕСПУБЛИК (19) (Il) (зри В 21 3 5/00, 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

00 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .) " 1 2

4@фщО?ИЯ

» =.-@ - тж

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4761754/27 (22) 24.11.89 (46) 15.07.92. Бюл. t+ 26 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ" (72) А. К. Онищенко и А. Б. Караев (53) 621.73(088.8) (56) Семенов Е. Н. Ковка и объемная штамповка.М.: Высшая школа,1972г. с.49, рис.

22. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОКОВОК

ИЗ СЛИТКА

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к ковке крупных поковок ответственного назначения, и может быть использовано в тяжелом и энергетическом машиностроении.

Цель изобретения — повышение качества изделий за счет улучшения их эксплуатационных характеристик.

Цель достигается тем, что в способе изготовления поковок из слитка, преимущественно с дендритной столбчатой структурой, заключающемся в чередовании операций нагрева и деформирования последнего с отклонением столбчатых дендритов слитка от их первоначального направления, при .деформировании отклоняют оси первого порядка.дендритов столбчатой структурой в направлении действия максимальных рабочих напряжений в детали. (57) Использование; обработка металлов давлением, ковка крупных поковок ответственного назначения иэ слитков с дендритной столбчатой структурой. Сущность изобретения: при деформировании отклоняют оси первого порядка дендритов в направлении действия максимальных рабочих напряжений в готовой детали. При изготовлении поковок типа обечаек деформирование ведут последовательно. Протягивают заготовку в вырезных бойках с винтовой поверхностью. Осаживают на плоских и наклонных плитах. Прошивают и подвергают разгонке на оправке продольным бойком. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Кроме того. при производстве поковок типа обечаек деформирование осуществляют путем протяжки заготовки в вырезных бойках.с винтовой рабочей поверхностью, осадки на наклонных и плоских плитах, про- Фь шивки отверстия и раскатки наоправке про- 4 дольным бойком. Э

На фиг. 1-4 изображен способ иэготов- Я ления поковок из слитка. 4

Как известно, все металлы и сплавы кристаллизуются по дендритному механизму. . Слиток, подлежащий обработке давлением — ковке, можно считать. крупным дендрит- д ным поликристаллом. Объем дендритов в слитке составляет, как правило. 70 Дендритный монокристалл — основная составляющая слитка — представляет собой кристалл, имеющий ветви первого, второ. го,...,î порядка,оси которого имеют тотже порядок. Ветви дендрита имеют как раэлич1747227 ную толщину, так и различный химический состав в связи с тем, что дендритная кристаллизация проходит по избирательному механизму. Оси низшего порядка, кристаллиэующиеся первыми, имеют в своем саста- 5 ве бльше тугоплавких составляющих.

Поэтому ветви низшего порядка дендритов имеют более высок цо прочность, чем остальные. Наиболее прочной в данном случае будет ветвь первого порядка. 10

Следовательно, условие расположения осей дендритов первого порядка в направлении действия максимальных рабочих напряжений в детали обеспечивает повышение прочности готового изделия и 15 его долговечности, Минимальную структурную неоднородность имеют слитки электроспецметаллургии — электрошлакового, вахуумнодугового и электронно-лучевого

20 переплавов, а также слитки открытой выплавки иэ аустенитных сталей, в которых столбчатые дендриты занимают большую часть обьема слитка. Слитки имеют направленную кристаллизацию и, следовательно, определенное расположение осей дендри- 25 тов первого порядка. При их последующей горячей обработке давлением — ковке можно ориентировать указанные дендриты в определенном направлении, а именно оси первого порядка дендритов располагать в 30 направлении действия максимальных рабочих напряжений в детали.

Способ осуществляют следующим образом.

Для иэделий типа валов, работающих на 35 скручивание, цилиндрический слиток со столбчатой структурой (как правило, радиально-осевой) подвергают протяжке в байках с винтовой рабочей поверхностью, в которых обеспечивается не только удлине- 40 ние заготовки, но и закручивание металла слитка. Поэтому оси первого порядка дендритов будут располагаться по винтовой линии, обеспечивая максимальную прочность материала в этом направлении. 45

4ля изделий типа обечайки реактора максимальная прочность материала должна быть обеспечена в тангенциальном направлении, Поэтому для таких изделий сначала осуществляют протяжку слитка в бойках с 50 винтовой рабочей поверхностью, затем осадку заготовки в наклонных и плоских . плитах, а после прошивки отверстия производят раскатку заготовки на оправке. При такой обработке слитка с исходной столбча- 55 той структурой оси первого порядка дендритов будут располагаться в тан генциальном направлении, обеспечивая максимальную прочность изделия в сооТветствии с условиями работы последнего.

Пример, Изготавливали поковку бандажа установки "Токамак" из специальной высокопрочной немагнитной стали

65Г16Н7М2ФЗ. Бонда>к представляет собой прямоугольную в плане заготовку с яйцевидным центральным отверстием. Максимальная прочность (не менее 1100 МПа) должна быть обеспечена вблизи отверстия малого диаметра (a).

Слиток электрошлакавого переплава прямоугольного сечения (фиг. 1) с радиально-осевым расположением дендритов столбчатой структуры, массой 5 Т после нагрева до ковочной температуры протягивали на плоских бойках с кантовкой на 90О на сечение 350 х 1200 х 1460 мм (фиг. 2). Затем с второго нагрева провели разгонку полученной заготовки до толщины 220 мм и ширины

1800 мм (фиг. 3), 8 третьем выносе произвели смятие граней, прошивку отверстия и правку поковки (фиг. 4).

В результате осуществления ковки в указанной последовательности получили поковку с расположением осей первого порядка дендритов столбчатой структуры вдоль образующей отверстия (фиг. 4), Как показали исследования механических свойств поковки, прочностные характеристики стали в направлении действия максимальных напряжений в изделии составляли 1150-1300 МПа, а в ортогональном направлении 800-950 МПа.

Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечивает повышение прочности и долговечности работы готового изделия.

Формула изобретения

1, Способ изготовления поковок из слитка, преимущественно с дендритной столбчатой структурой, заключающийся в чередовании операций нагрева и деформирования последнего с отклонением столбчатых .дендритов слитка от их первоначального направления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества иэделий за счет улучшения их эксплуатационных характеристик, при деформировании отклоняют оси первого порядка дендритов столбчатой структуры в направлении действия максимальных рабочих напряжений в детали, 2. Способ по и. 1, отл ич а ю щи и с я тем, что при изготовлении поковок типа обечаек деформирование осуществляют путем протяжки заготовки в вырезных бойках с винтовой рабочей поверхностью, осадки на наклонных и плоских плитах, прошивки отверстия и раскатки на оправке продольным бойком.

1747227 фри ф

Составитель А.Онищенко

Редактор И.Касарда Техред М.Моргентал Корректор И Муска

Заказ 2460 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101