Способ изготовления труб из труднодеформируемых тугоплавких металлов и сплавов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советским

Социалистическим

Реслублнк

<ц647025

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 120176 (21) 2314364/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано1 50279, Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 150279 (Я) М. Кл.

В 21 С 23/08.Государственный комитет

СССР по делам изобретения и открытий (53) УДК 621.777.07 (088.8) (72) Автор изобретения

С.С.Семилетов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ ИЗ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ

ТУГОПЛАВ1 ИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Развитие аниэотропии и высокий уровень остаточных напряжений является следствием того, что процесс прессования осуществляют без учета характера распределения окружных и Радиальных деформаций (вытяжек) по сечению трубной заготовки, а суммарную деформацию (вытяжку), диаметры трубной заготовки и иглы выбирают только из условия равномерной послойной деформации трубной заготовки с оболочками в процессе их совместного прессования.

1 изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению труб из труднодеформируемых тугоплавких металлов и спла- вов, преимущественно из сплавов волЬфрама прессованием.

Известен способ прессования труб из вольфрама, заключающийся в прессовании трубных заготовок в оболочках из вспомогательного материала с применением деформируемого напол- нителя, которым заполняют полость трубной заготовки, а прессование осуществляют аналогично процессу прессования сплошных прутков 1 .

Однако получаемые этим способом .. трубы имеют низкую пластичность, их геометрические размеры нестабильны, операции по удалению наполнителя имеют высокую трудоемкость,. Кроме того, применение способа экономически целесообразно только для труб небольшого диаметра (менее

10-15 мм), когда становится затруднительным обеспечение. необходимой стойкости прессовых игл.

Наиболее близким техническим решением из известных является способ пРессования труб с подвижной или закрепленной иглой (2).. Однако использование известного способа сопровождается высокой анизотропией свойств, которая выражается в относительно низких характеристиках пластичности в направлении, перпендикулярном оси трубы, повышенной склонности к образованию межкристаллитных трещин от действия окружных растягивающнх напряжений и высоком значении темпеРатуры перехода из хрупкого в плас- тичное состояние (Тх), равном 500550 С, а также высоком уровне упругих остаточных напряжений. Прн температуре,ниже Тх,эти напряжения часто приводят к самопроизвольному хрупкому разрушению труб.

647025

/0

Цель изобретения — увеличение " пластичности труб в окружном направлении и сних<ение в них остаточных напряжений.

Для этого трубную заготовку. прессуют при-отношении радиальной вытяжки к окружной, равном по наружному диаметру трубной заготовки 1,5-3, а по внутрениему диаметру — при отношении,превышающем первое в 1,2-2 раза, при этом. суммарную вытяжку,йаружный и внутренний диаметры выбирают, исходя из следующей зависимости: (л- ) d (g рЯ где A — отношение радиальной.вытяж15 ки к окружной;

)И вЂ” суммарная вытяжка; .d — диаметр иглы;

Э вЂ” соответствующий диаметр трубной заготовки.

Указанные соотношения были найдены йз расчета кОличественных закономерностей изменения деформированного состояния материала по сечению трубы заготовки и экспериментальных данных 25 по их влиянию на свойства прессованных труб.

Деформированное состояние при прессовании определяется уравниванием р р», pl, (2) 30 где р — вытяжка в осевом направлении; ) — вытяжка в радиальном направлении; Ъ вЂ” вытяжка в окружном направлении.

В уравнении (2)p представляет собой суммарную вытяжку, которая йостоянна йо ""сечению -и определяется как отношение площадей трубной заготовки до и после прессования. В прак"- тике трубного произьодства для определения N и &I используют формулы, которые дают усредненные величины и не отражают характера их изменения по сечению трубной заготовки. Осевая симметрия в распределении деформаций "позволяет дать точные математические "заксномерности их изменения, например в функции- диаметра трубной

50 заготовки: (4.)

tU 60

Характер изменения р „ fUn„ удобно выразить величиной их отношений, и, разделив первое на второе, получим зависимость (1). Ее анализ показывает, что величина A уменьшается от / (по внутреннему диаметру трубы), приближаясь к 1 (по наружному диаметру, т.е. деформированное состояние материала изменяется соответственно от характерного для плоской прокатки без уширения к состоянию, присущему сортовой прокатке или пРессованного прутка. Таким образом, при прессовании трубных заготовок в оболочке вспомогательного материала, для выбранной суммарной вытяжки, изменяя соответственно диаметры иглы и трубной заготовки, можно получить одинаковые по размерам трубй деформированное состояние которых будет характеризоваться различными величинами А, На фиг.1 изображена четверть поперечного сечения трубной заготовки и кривая изменения величины А в зависимости от диаметра заготовки; на фиг.2 — продольный разрез прессуемой заготовки.

Пресс-заготовка состоит иэ трубной заготовки 1, наружной оболочки 2 и внутренней оболочки 3, где

Х>н — наружный диаметр пресс-заготовки ,П вЂ” диаметр заготовки, соответствующий принятым значениям А; диаметр заготовки, соответствующий диаметру 23 исходной заготовнаружный диаметр пресс-иэделия; д †. диаметр иглы.

Известно, что анизотропия свойств развивается в основном иэ-за преимущественной деформации в одном направлении, которая приводит к образованию механической текстуры, т.е. УпоРядоченного расположения структурных составляющих. У материалов на основе вольфрама, склонных к межкристаллитному разрушению, неблагоприятная ориентировка такой текстуры относительно действующих напряжений резко снижает их пластическИе свойства. Таким образом, величина A определяет форму деформированных зерен и характер ориентации межзеренных границ относительно окружного направления. С ее увеличением пропорционально растет вытянутость зерен и сокращается плотность границ зерен, плоскости которых перпендикулярны этому направлению.

Существенное повышение пластических свойств и сни )<ение остаточных напряжений достигается при величине А,равной по наружному диаметру 1,5-3. В этом случае в трубах создается благоприятно ориенти1 f рованная в окру><ном направлении механическая текстура и соответственно сокращается плотность границ зерен, плоскости которых перпендикулярны окружным напряжениям, Благодаря этому снижается Тх до 300-350 С

647025

Формула изобретения

Составитель Ролков

Редактор И.Острова Техред Л.Алферова Корректор М.Демчик Заказ 205/5 Тираж 1033 ..Годписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная,4 и склонность к межкристаллитному разрушению при прокатке. Получение невысоких остаточных напряжений обеспечивается ограничением неравномерности деформаций (величина A no сечению трубы различается не больше

1,2-2 раза).

При производстве тонкостенных труб из вольфрамаф14х0,4 мм прессованием .с. последующей прокаткой использовали трубную заготовку

Ф28х4 мм для получения трубы размером

516 х 1 мм, прессование осуществляли с вытяжкой 6 на игле ф 12,5, отношение радиальной вытяжки к окружной по наружному диаметру равно 2, а по внутреннему диаметру — 3, т.е. второе Превышает первое в 1,5 раза.

Реализация предлагаемого способа позволила сократить брак на операциях, выполняемых после прессования, на 15-20Ъ и увеличить выход годного, одновременно улучшить эксплуатационные свойства труб.

Способ изготовления труб .из труднодеформируемых тугоплавких металлов и сплавов прессованием с иглой, трубной заготовки в оболочках из вспомогательного материала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения пластичности прессованных труб и снижения в них остаточных напряжений, трубную заготовку прессуют при отношении радиальной вытяжки к окружной, равном по наружному диаметру трубной заготовки

1,5-3, а по внутреннему диаметру при отношении, превышающем первое в 1,2-2 раза, при этом суммарную вытяжку, наружный и внутренний диаметры трубной заготовки выбирают исходя из следующей зависимости: (Р -1 р2 где A — отношение радиальной вытяжки к окружной;

fU — суммарная вытяжка;

d — диаметр иглы;

23 — соответствующий диаметр трубной заготовки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Уилкинсон У. Получение тугоплавких металлов. М., Атомиэдат, 1975, с ° 296 °

2. Сб. Производство изделий из тугоплавких металлов. Сб. Мир .

М., 1968, с.131-132.