Способ обработки магниевых сплавов

Авторы патента:

B21J5 - Особые способы и устройства для ковки или прессования (для обработки листового, сортового или профильного металла и труб B21D; для обработки проволоки B21F); специальное оборудование или принадлежности для этих целей

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>902961 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 13. 02. 80 (2I ) 2882652/25-27 с присоединением заявки K (23) Приоритет

Опубликовано 07. 02. 82. Бюллетень .% 5

Дата опубликования описания 07, 02. 82 (51)N. Кд.

В 21 J 5/00

С 22 F 1/06

Гееудерстееиный комитет ао делам изобретений

H открытий (53) УД (621. 73 (088. 8) (72) Авторы изобретения

О.А.Кайбышев, P.P.Ñàëèõîâ и Т,Ф,Хайбулл (7I) Заявитель

Уфимский авиационный институт им, Ордж (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при получении полуфабрикатов из магниевых сплавов с однородной мелкозернистой структурой, 3 предназначенных преимущественно для обработки давлением в состоянии сверхпласти чности, Известен способ обработки магниевых сплавов, включающий формирование мелкозернистой структуры путем нагрева до 200-280 С и пластической деформации при этой температуре il).

Недостатком известного способа является невысокое качество формируемой структуры сплава, что в частности, ограничивает его использование в ka" честве полуфабриката для обработки давлением в состоянии сверхпластичности ° 20

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ обработки магниевых сплавов, включающий формирование однородной мелкозернистой структуры сплава путем нагрева до температуры. 500-440 С о пластического деформирования в этом температурном интервале ударными нагрузками со степенью деформации за удар 20-304 при ступенчатом увели" чении степени обжатия и охлаждении в воде 21.

Недостатком известного способа яв ляется невысокое качество Формируемой структуры сплава ввиду возможности оплавления. границ зерен из-за большого теплового эффекта, проявляющегося при деформации некоторых магниевых сплавов, а также ввиду нестабильности получаемой динамически рекристаллизо" ванной структуры, что ограничивает использование полуфабрикатов из дан" ного сплава для обработки давлением в состоянии сверхпластичности. Кроме того, при температурах 440-500 С имеется возможность воспламенения магниевых сплавов, а для обработки магний° 902961 литиевых сплавов известный способ вообще неприменим.

Целью изобретения является повышение качества формируемой структуры сплава и обеспечение возможности его использвания для последующей обработки давлением в состоянии сверхпластичности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки магниевых 10 сплавов, включающем формирование однородной мелкозернистой структуры сплава путем предварительного нагрева и пластического деформирования при ступенчатом увеличении степени 15 обжатия, нагрев производят до температуры 50-200 С, а увеличение степени обжатия при пластическом деформировании от ступени к ступени производят непрерь1вно. 20

На чертеже показана ступенчатая матрица для прессования, которая может использоваться для осуществления способа.

В процессе непрерывного пластичес- 25 кого деформирования за счет теплово" го эффекта температура сплава возрастает на 200-250 С при повышении температуры на каждой ступени деформации на 50- 100 С. К концу процесса, 30 как правило, температура загбтовки соответствует температуре конца рекристаллизации, в результате чего в сплаве формируется рекристаллизованная структура с размером зерна

3-4 мкм, достаточно стабильная при последующем нагреве и сверхпластической деформации.

Способ можно осуществлять дробной . 40 прокаткой без промежуточного отжига, прессованием в многоступенчатой матрице и т.п. Например, при получении прессованных полуфабрикатов можно использовать матрицу, состоящую из

45 четырех ступеней: ступень I обеспечивает степень деформации заготовки = 5-103; ступень И - 530-40i; ступень III-E- 65-754; ступень IV% = 904. На первой ступени деформирования с Е = 5-103 идет процесс преобразования литой структуры в деФормированную. На второй ступени деФормирования, где степень деформации

30-40, экспериментально установлено, что заготовка вследствие теплового эффекта разогревается долнительно на 50-60 С. В этот моначинает формироваться рекристаллизованная структура сплава за счет повышения температуры заготовки до 150-200 С. Литая структура преобо разуется в рекристаллизованную. На третьей ступени деформирования идет дальнейший разогрев заготовки, поскольку чем больше сопротивление металла, тем больше тепловой эффект деформации. Температура заготовки повышается еще на 50-60 С по сравнению с температурой сплава на предыдущей ступени (I). После выхода из очага деформации на четвертой ступени ра" зогрев заготовки соответствует температуре конца рекристаллизации для многих магниевых сплавов, которая лежит в интервале температур 230400 С, Вследствие этого в сплаве формируется мелкозернистая рекристаллизованная структура с размером зерна 3-4 мкм.

Способ осуществляется следующим образом, Ступенчатое изменение положения и формы очага деформации способствует повышенному разогреву заготовки по сравнению с плавным увеличением обжатия.

Пример. Из слитка сплава

ИМВ2 с химическим составом,i; 4,6 Я1;

7,85 1.i; 1 65 Zn 4,2 Са; 0,28 Mg, вырезали заготовку диаметром 40 мм, нагревали ее до 1000С и подвергали пластической деформации за один переход в многоступенчатой матрице. На чертеже изображена матрица, которая состояла из четырех ступеней со степенями деформации на ступени I Е =101, ступени И Е = 42 „ступени III

753, ступени IV И = 901, Из деформированных полуфабрикатов были изготовлены микрошлифы для контроля микроструктуры. Было установлено, что слиток, деформированный при этих условиях имел однородную мелкозернистую структуру с размером зерен фаз 2

4 мкм, Из части деформированных полуфабрикатов вырезали образцы для испытания на растяжение и провели испытания е режиме сверхпластичности (t = 350 С, K = 1,1 ° 10 сек ").

Результаты испытания показали, что полученный сплав, предварительно нагретый до с = 100 и продеформированный при этой температуре, проявляет все признаки сверхпластичности: высокие значения относительного удлинения и малые значения

5 902961 6 напряжения течения. Результаты испы- носительного удлинения больше в предтаний занесены в таблицу. лагаемом способе в 1, 5-2 раза, чем

Результаты испытания слитка из в известном. Также показана возможсплава ИИВ2, обработанного по извест- ность получения полуфабрикатов без ном- способу: t = 350 С; 6 = g промежуточных отжигов за один переЯ

l,1.10 сек ", d"= 3303, ц =0,85 кг/мм ход при t = 50-200 С, способных део

Анализ результатов показал, что формироваться в режиме сверхпластичобработка слитка по предлагаемому ности, устранит ь опасност ь воспламеспособу позволяет получить полуфаб- нения легковоспламеняющихся магниерикаты, способные к сверхпластичес- 10 вых сплавов, при снижении энергозаткой деформации, причем значения от- рат на высокотемпературный нагрев.

Деформация в режиме сверхпластичности полуфабриката из ИИВ2

Предварит ель ная обработк слитка ИВИ2

Значения Применапряже чание ния течения 6, кг/мм

Температура прессования слитка, С емпература ластичесой дефорации t, С

Скорость сверхпласти ческой деформации сек""

Относитель ное удлине ние о, Заготовка разру" шилась

10 3 450

10-3 570

1, l 10 375

1,1 10 325

0,8,350

0 ° 7

100

350

0,95

200

0 9

350

250

Формула изобретения

Способ обработки магниевых спла-, 4в вов, включающий формирование однородной мелкозернистой структуры сплава путем предварительного нагрева пластического деформирования при ступенчатом увеличении степени обжатия, о т л и ч а ю щ и "ся тем,,что, с целью повышения качества формируемой структуры сплава и обеспечения возможности его использования для после" .дующей обработки давлением в соостоя- в.нии сверхпластичности, нагрев перед пластическим деформированием производят до 50-200чС, а увелиение степени обжатия от одной ступени к дру" гой при пластическом деформировании производят непрерывно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

И 677547, кл. С 22 F 1/06, 22,05.78.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ь"2829539/25-27/,кл.С 22 F I/06, 19.10.79 (прототип) .

902961

1 cmgneea

К =Х-Ju ж

Редактор Н. Коляда

Заказ 12515/14

Тираж 701 Подлис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

1130351 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5