Способ изготовления плоского профиля из гафния

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению плоского профиля из гафния, и может быть использовано в качестве конструкционного материала в активных зонах атомных реакторов. Заявлен способ изготовления плоского профиля из гафния. Способ включает горячую ковку слитка, механическую обработку поверхности, горячую прокатку, холодную прокатку в несколько этапов с промежуточными и окончательной безокислительными термообработками. Горячую ковку проводят с нагревом до 1000-1200°C и общей вытяжкой не более 2,2 на каждом этапе. Горячую прокатку осуществляют с нагревом до 900-1000°C с общей вытяжкой до 18 и единичными обжатиями не более 30%. Холодную прокатку проводят в несколько этапов с деформацией на каждом этапе 20-50% с промежуточными и окончательной безокислительными термообработками при 700-800°C. Повышаются механические свойства гафния, улучшается качество поверхности профиля из гафния. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к ковочному и прокатному производству, и предназначено для получения плоского профиля из гафния, используемого в качестве конструкционного материала в активных зонах атомных реакторов.

Известен способ изготовления металлических пластин из гафния марки ГФЭ-1, включающий электронно-лучевую плавку слитка, горячую ковку, обработку поковки резанием, нагрев в печи на воздухе до 1000°C, прокатку на стане холодными валками, заключительный нагрев под прокатку до температуры 800°C, окончательную холодную прокатку с суммарной деформацией около 55%, шлифование заготовки до получения плоскопараллельных пластин толщиной 5,5 мм, разрезку пластин в размер, шлифование в растворе для химической полировки (Р.В.Ажажа, М.П.Старолат, А.А.Васильев и др. Влияние отжига на структуру и свойства горячекатаного гафния. В сб. Вопросы атомной науки и техники, 2008, №1. Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (17), М., с.27).

Недостатками известного способа являются: низкое качество поверхности проката из-за многократного нагрева на воздухе под горячую прокатку и необходимость проведения дорогостоящей операции шлифовки для удаления поверхностного некондиционного слоя.

Наиболее близким аналогом заявляемому изобретению является известный способ изготовления металлического гафния, включающий выплавку слитка, нагрев слитка до 950-1000°C, ковку слитка, механическую обработку поверхности, нагрев до температуры 930°C в среде аргона, горячую прокатку слитка гафния в интервале температур 830-930°C, промежуточные подогревы после 15-20% обжатия при скорости 0,508-0,838 м/с, холодную прокатку с разовыми деформациями на 7%, промежуточные отжиги при температуре 780°C и окончательную термообработку в области температур 840-870°C в течение 1-1,5 часов. (Электронно-лучевая плавка и обработка давлением гафния. Обзорная информация, выпуск 8 (78), М., ВНИИНМ, 1982, с.21-22).

Известный способ имеет сравнительно низкую эффективность и длительный производственный цикл вследствие:

- низкой температуры нагрева под ковку (950-1000°C), что не позволяет проводить ковку с высокими вытяжками и приводит к увеличению количества подогревов;

- большого количества подогревов после 15-20% обжатия при проведении горячей прокатки.

Предлагаемый способ решает задачу повышения технико-экономических показателей получения плоского профиля из гафния.

Это достигается тем, что в способе изготовления плоского профиля из гафния, включающем горячую ковку слитка, механическую обработку поверхности, горячую прокатку, холодную прокатку в несколько этапов с промежуточными и окончательной безокислительными термообработками, ковку проводят с нагревом до 1000-1200°C и общей вытяжкой до 2,2 на каждом этапе, горячую прокатку осуществляют с нагревом до 900-1000°C с общей вытяжкой до 18 и единичными обжатиями до 30%, холодную прокатку ведут с деформацией на каждом этапе 20-50%, а промежуточную и окончательную термообработки проводят при 700-800°C.

Проведение ковки с нагревом до 1000-1200°C способствует возможности проводить общую вытяжку до 2,2 на каждом этапе, обеспечивая рациональное использование энергосиловых параметров ковочного оборудования.

Проведение горячей прокатки с нагревом до 900-1000°C с общей вытяжкой до 18 и единичными обжатиями до 30% в каждом проходе позволяют проводить горячую прокатку без использования промежуточных операций порезки и подогревов, повысить тем самым эффективность получения плоского профиля из гафния.

Проведение холодных прокаток с суммарными деформациями 20-50% также обеспечивает получение листового проката из гафния с высокой эффективностью при высоком качестве поверхности благодаря промежуточным и окончательной термообработкам в безокислительной среде при 700-800°C, которые обеспечивают высокие технологические свойства материала для проведения процессов холодной прокатки в заявляемых условиях без образования дефектов, а также получение в результате плоского профиля с комплексом свойств, предъявляемых к конструкционным элементам из гафния для активных зон атомных реакторов.

При этом исключаются потери металла, связанные с необходимостью съема некондиционного слоя с микронадрывами и трещинами. Таким образом, изобретение позволяет снизить себестоимость изготовления плоского профиля за счет снижения брака готовой продукции по механическим свойствам и дефектам на поверхности изделий.

Оптимально ковку проводить с единичными обжатиями до 45%, это позволяет получать поковки с высоким качеством поверхности из крупногабаритных слитков гафния диаметром до 320 мм.

Перед холодной прокаткой предпочтительно проводить термообработку при 700-800°C, это способствует улучшению технологических свойств горячекатаного материала.

Пример

Слиток гафния диаметром 320 мм нагревали в печи сопротивления до температуры 1060°C, подвергали нагретый слиток ковке на ковочном прессе с общей вытяжкой около 2,0 на каждом этапе.

Затем поковку нагревали до 920°C под горячую прокатку, которую проводили на двухвалковом листовом стане. Общую вытяжку обеспечивали около 15 без подогревов, единичные обжатия 14÷24%.

Горячекатаный лист подвергали термической обработке при температуре 750°C. После чего осуществляли его холодную прокатку в несколько этапов с деформацией на каждом этапе порядка 45%. Между этапами холодной прокатки проводили термическую обработку в печи при температуре около 750°C, а затем окончательную термическую обработку при той же температуре.

Полученные листы подвергали анализу для определения их свойств. Данные анализа приведены в таблице.

Параметр Установленные требования Получаемые характеристики
Качество поверхности царапины, забоины, риски, вмятины глубиной не более 0,1 мм требования выполняются
Толщина, мм 0,6±0,05 0,58÷0,63
Предел выносливости σв, МПа не менее 300 467÷524 (по 32-м испытаниям)
Предел текучести σ0,2, МПа не менее 150 217÷262 (по 32-м испытаниям)
Удлинение δ5, % не менее 12 среднее 46% (по 32-м испытаниям)

Как показали результаты, листы гафния соответствуют установленным требованиям.

В то же время заявленный способ по сравнению с прототипом не предполагает проведения подогревов после каждых 15-20% обжатия в среде аргона, что снижает себестоимость производства и сокращает производственный цикл.

В настоящее время в ОАО "Чепецкий механический завод" проводится опытно-промышленный выпуск плоского профиля из гафния с использованием заявляемого способа.

1. Способ изготовления плоского профиля из гафния, включающий горячую ковку слитка, механическую обработку поверхности, горячую прокатку, холодную прокатку в несколько этапов с промежуточными и окончательной безокислительными термообработками, отличающийся тем, что ковку проводят с нагревом до 1000-1200°C и общей вытяжкой до 2,2 на каждом этапе, горячую прокатку осуществляют с нагревом до 900-1000°C с общей вытяжкой до 18 и единичными обжатиями не более 30%, холодную прокатку ведут с деформацией на каждом этапе 20-50%, а промежуточную и окончательную термообработки проводят при 700-800°C.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ковку проводят с единичными обжатиями не более 45%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед холодной прокаткой проводят термообработку при 700-800°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки металлических лент и получения магнитомеханических маркеров для электронного контроля изделий. .
Изобретение относится к области металлоизделий промышленного назначения, а именно металлической проволоки. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно - к производству кальциевой проволоки прессованием, и может быть использовано для изготовления биметаллической проволоки.

Изобретение относится к цветной металлургии. .

Изобретение относится к металлургии. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения анизотропных постоянных магнитов на основе соединений редкоземельных металлов с переходными металлами и бором.

Изобретение относится к области металлурги и касается изготовлений заготовок для типографских клише из цинка, легированного магнием и алюминием. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением с использованием интенсивной пластической деформации и предназначено для получения нанокристаллических материалов с увеличенным уровнем механических свойств, и может быть использовано при обработке изделий из магнитомягких сплавов. Способ изготовления изделий из магнитомягкого сплава на основе железо-кобальт равноканальным угловым прессованием включает пескоструйную обработку поверхности заготовок, травление в смеси серной, плавиковой и азотной кислоты при их соотношении, г/л: 550-750, 250-300, 250-300, активирование поверхности заготовки в растворе соляной кислоты с концентрацией не менее 200 г/л, формирование на поверхности заготовки гальванического промежуточного слоя из никеля толщиной 3-5 мкм, формирование гальванического пластичного слоя из меди толщиной 80-100 мкм и равноканальное угловое прессование заготовок при давлении 1000 МПа в диапазоне температур 450-500°С. Изобретение обеспечивает значительное снижение электрического потенциала поверхности образцов, что снижает их окисляемость и позволяет увеличить количество проходов при прессовании. 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке титановых сплавов. Способ термической обработки изделий из титанового сплава ВТ16 включает закалку путем нагрева до температуры 790-830°C, выдержки и охлаждения в воде. После закалки изделие нагревают до температуры (0,5-0,6)tcm, где tcm - температура старения сплава, °C, ведут охлаждение до температуры -10°C при одновременном воздействии потока газа и акустического поля с уровнем звукового давления 140-160 дБ и проводят последующее старение при температуре 560°C в течение 3 часов с охлаждением на воздухе. Уменьшается продолжительность старения титанового сплав ВТ16 в процессе старения при сохранении высокого уровня прочности и пластичности. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке титановых сплавов. Способ термической обработки изделия из деформируемого сплава ВТ23 характеризуется тем, что изделие нагревают до 850°С, выдерживают 1 ч, охлаждают в воде и подвергают старению при температуре 550°С в течение 10 ч. Затем изделие нагревают, выдерживают при температуре 300-400°С и проводят последующее охлаждение до температуры 20 ÷ (-10)°С при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ. Измельчаются зерна избыточной фазы α-твердого раствора, а также все структурные составляющие, формируется внутризеренная структура с выстраиванием дислокаций в виде упорядоченных образований и уменьшением внутренних микронапряжений на границах раздела фаз. Повышается прочность при удовлетворительной пластичности, а также повышается релаксационная стойкость сплавов. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к обработке давлением и может быть использовано для получения из этих материалов заготовок, полуфабрикатов и изделий с регламентированной структурой, используемых в аэрокосмической и автомобильной технике. Способ термомеханической обработки заготовок из литых (γ+α2)-интерметаллидных сплавов на основе γ-TiAl включает нагрев и деформацию. Перед нагревом и деформацией заготовку подвергают отжигу при температуре в диапазоне от Тα-100°С до Тα+100°С в течение не менее 10 минут, где Тα - температура α↔γ превращения. Затем проводят охлаждение заготовки со скоростью 5-100°С/с до комнатной температуры, осуществляют нагрев в (γ+α2)-фазовую область до температуры ниже на 5-200°С температуры эвтектоидного превращения и деформацию в изотермических условиях со скоростью деформации 10-1-10-4 С-1 и степенью деформации е не менее 0,7, после чего проводят охлаждение заготовки со скоростью 5-100°С/с до комнатной температуры. Снижается напряжение течения при деформации, обеспечивается мелкозернистая структура. 5 ил., 11 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению полосы из магнитомягкого сплава. Способ изготовления полосы из магнитомягкого сплава толщиной менее 0,6 мм, пригодной для механической резки, включает холодную прокатку полосы, полученной горячей прокаткой полуфабриката, затем полосу подвергают непрерывному отжигу пропусканием через печь непрерывного действия при температуре в пределах от температуры перехода упорядочения/разупорядочения сплава до температуры начала ферритно-аустенитного превращения сплава, причем скорость движения полосы устанавливают таким образом, чтобы время выдержки полосы в печи непрерывного действия при температуре отжига составляло меньше 10 минут. Скорость охлаждения полосы, выходящей из печи непрерывного действия в интервале между температурой перехода упорядочения/разупорядочения сплава и 200°С, превышает 600°С/ч. Затем осуществляют охлаждение до температуры менее 200°С. Полученные полосы обладают высокой пластичностью для дальнейшей механической резки. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 табл., 8 пр.

Изобретение относится к трубопрокатному производству. Способ производства холоднокатаных товарных труб размером 219×9×11700-12800 мм из титановых сплавов ПТ-1М и ПТ-7М включает отливку слитков в вакуумно-дуговых печах, ковку слитков в поковки, обточку поковок в заготовки размером 500±5×1750±25 мм, сверление в заготовках центрального отверстия диаметром 90±5 мм, шоопирование Al2O3, нагрев в методических печах в муфелях до температуры 1140-1160°C, прошивку заготовок размером 500±5×90±5×1750±25 мм в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 300 мм с коэффициентом вытяжки μ от 1,39 до 1,46 в гильзы размером 515×вн.315×2400-2590 мм, прокатку гильз на пилигримовом стане в калибре 351 мм с вытяжкой μ=4,78 и подачей в очаг деформации m=18-20 мм, в передельные трубы размером 338×28×10300-11200 мм, отрезку технологических отходов, правку передельных труб, резку передельной трубы на две трубы равной длины, расточку и обточку горячекатаных передельных труб в трубы-заготовки размером 325×15×5150-5600 мм, прокатку их на станах ХПТ по маршрутам 325×15×5150-5600 - 273×12×7300-7950 - 219×9×11700-12800 мм с относительными обжатиями по стенке δm=20,0%, δ1m=25,0% и коэффициентами вытяжки μm=1,49 и μ1m=1,66. 1 табл.

Настоящее изобретение относится к области металлургии, а именно термической обработке конструкционных демпфирующих сплавов системы Mn-Cu. Способ термической обработки листов из сплавов системы Mn-Cu для восстановления их демпфирующей способности включает нагрев при температуре 150-400°С, выдержку не менее 525 с на 1 мм толщины листа и охлаждение со скоростью не менее 2°С/с. Изобретение направлено на увеличение эффективности восстановления демпфирующей способности сплавов Mn-Cu с содержанием Mn 36-80% после вылеживания и/или деформации. 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства товарных труб из титановых сплавов. Способ производства холоднокатаных товарных труб размером 273×10×8700-9500 мм из титановых сплавов ПТ-1М и ПТ-7М включает отливку слитков в вакуумно-дуговых печах, ковку слитков в поковки, обточку поковок в заготовки размером 500±5×1750±25 мм, сверление в заготовках центрального отверстия диаметром 90±5 мм, шоопирование Al2O3, нагрев в методических печах в муфелях до температуры 1140-1160°C, прошивку заготовок размером 500±5×90±5×1750±25 мм в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 300 мм с коэффициентом вытяжки μ от 1,39 до 1,46 в гильзы размером 515×вн.315×2400-2590 мм, прокатку гильз на пилигримовом стане в калибре 351 мм с коэффициентом вытяжки μ=4,78, с подачами гильз в очаг деформации m=18-20 мм, в передельные трубы размером 338×28×10300-11200 мм, резку передельных труб на две трубы равной длины, расточку и обточку горячекатаных передельных труб в трубы-заготовки размером 325×15×5150-5600 мм, прокатку их на станах ХПТ по маршруту 325×15×5150-5600 - 273×10×8700-9500 мм с относительным обжатием по стенке δm=33,3% и коэффициентом вытяжки μm=1,77. Обеспечивается освоение производства нового вида труб из титановых сплавов. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению заготовки из наноструктурного сплава титан-никель с эффектом памяти формы, и может быть использовано в машиностроении, медицине и технике. Способ получения заготовки из наноструктурного сплава Ti49,3Ni50,7 с эффектом памяти формы включает равноканальное угловое прессование с накопленной степенью деформации более 4 в интервале температур 300-550°С, пластическую деформацию и отжиг. Полученную после РКУП заготовку заключают в стальную оболочку и осуществляют пластическую деформацию свободной осадкой до степени не менее 30% в интервале температур 20-300°С, после чего заготовку извлекают из оболочки и осуществляют отжиг при температуре Т=200-400°С. Повышаются механические свойства и функциональные характеристики с необходимым поперечным сечением заготовок. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению плоского профиля из гафния, и может быть использовано в качестве конструкционного материала в активных зонах атомных реакторов

Наверх