Способ получения изделий из тугоплавких металлов и сплавов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 3150 В 21 В 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТи ДВ ГОРСНОМУ СВИДЕП.:ЛЬЕтву е,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) И. Н. Потапов, А. Г, Лунев, В, И. Внучков, С, А, Козерадский и Э, Н. Ларин (71) Московский ордена Октябрьской Рево. люции н ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов(5 б) 1, Авторское свидетельство СССР У 774624, кл, В 21 В 19/00, 1980.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Иф 2 б 30431/02, кл. В 21.В 19/00, 1978.(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИИИЗ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ,включающий выплавку слитка, винтовую про.катку н последующее прессование, о тл и ч а ю ш и й е я тем, что, с цельюулучшения качества иэделий путем повышенияравномерности проработки структуры, винтовую прокатку слитка осуществляют в двухвалковом стане в вакууме с обжатнем 1129%, а последующее прессованне осуществляютс обжатием 1,5-4,0 от обжатия- при винтовой прокатке,1068183 10 15 20 25 35 40 окисляются, что препятствует их сваривациюв ходе деформирования.Проведение процесса прокатки в вакуумепредохраняет границы кристаллитов от окис 45ления. В ходе пластического деформированияпод действием сжимающих напряжений и Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к технологииполучения изделий иэ тугоплавких металлови сплавов,Известен способ получения изделий иэтугоцлавких металлов, включающий прессо.ванне слитка и последующее деформировациюполуфабрикатов методом винтовой прокаткив двухвалковом стане и позволяюший раздробить крупнокристаллическую структуруслитков тугоплавких металлов по сечению,так как при прессовании наиболее интенсивно прорабатываются периферийные слоиметалла, а последующая винтовая прокаткав двухвалковом стане обеспечивает проработ.ку структуры металла в осевой зоне. Процессдеформирования металла в двухвалковомстанс сопровождается скручиванием волоконметалла относительно оси заготовки, чтоспособствует снижению анизотропии физикомеханических свойств в продольном и поперечном направлениях 11.Недостатком данного способа являетсято, что процесс прокатки осуществляют после прессования. Из-эа невысокого уровня обжатийдопустимых для прокатки в двухвал.ковом стане, абсолютное уменьшение диаметра прутка незначительно (оно тем меньше,чем меньше диаметр исходного прокатываемого прутка). Таким образом, эффективностьпроцесса по лроизводительносги в целом ника.Известен также способ получения изделийиэ тугоплавких металлов, включающий выплавку слитка, механическую обработку егоповерхности, винтовую прокатку в трехвалковом стане и последующее деформиро.ванне методом прессования 21.Недостатком известного способа являетсянеравномерность проработки литой структурьпо сечению. При винтовой прокатке в трехвалковом станс и при црессовании наиболееинтенсивно .прорабатывается структура в пе.риферийцых слоях, так как сдвиговые дефор"мацци в обоих случаях наибольших значенийдостигают в периферийных слоях,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения изделий из тугоплавких металлов и сплавов, включающему выплавку слитка, винтовую прокатку и по.следующее прессование, винтовую прокаткуслитка осуществляют в двухвалковом станев вакууме с обжатием 11 - 29%, а последующее прессование осуществляют с обжатием1,5 - 4,0 от обжатия при винтовой прокатке.Способ осушествляется следующим образом.Слиток нагревают в беэокислительных ус.ловиях, например в среде аргона, в вакууме,до температуры деформирования. Затем егопрокатывают с обжатием 11 - 29% в двухвалковом стане винтовой прокатки в вакуумеглубиной не ниже 10 мм рт,ст. При дефор.мировании в двухвалковом стане винтовойпрокатки крупцокристаллическая литаяструктура слитка интенсивно прорабатывается. Кристаллы дробятся, иэмельчаются, вытягиваются и разворачиваются под углом к осипрутка вследствие геликоидальцого характератечения металла при винтовой прокатке искручивающего действия валков, Наиболееинтенсивно прорабатывается структура в осевой зоне прутка, что обусловлено особенно.стью напряженно-деформированного состоянияметалла при винтовой прокатке в двухвалковом стане,Винтовую прокатку слитков в .двухвалковом стане необходимо осуществлятьв вакууме в защитной атмосфере. Процесс прокатки на воздухе сопровождается разрушениемслитков по границам крисгаллитов, которыеначинаются с торцов. Разрушение происходитиз-эа. большой овальности входного участка очага деформации, характерного для двухвал. ковой схемы прокатки, и возникающих иэза этого интенсивных растцгивающих напряжений, На воздухе границы кристаллитов50 55 Вакуум плавленные слитки перед прокат. кой подвергают обточке по диаметру с целью удаления поверхностных пор и раковин. Прокатка ца воздухе цеобточенцых слитков сопровождается образованием плен, разрывов закатов и внутренних дефектов вследствие окисления поверхности пор и раковин.Кроме того, при обточке слитков теряет. ся сушествеццая часть металла в отходы.Цель изобретения - улучшение качестваизделий путем повышения равномерности про. работки структуры. сдвиговых деформаций межкристаллитнаясвязь значительно усиливается.Проведение процесса нагрева и прокаткив вакууме позволяет использовать в качествезаготовок необточенные йосле вакуумнойплавки слитки. В этом случае поверхностьпор и раковин на слитке не окисляется. Поддействием сжимающих усилий и интенсивных сдвиговых деформаций поры и раковины бесследно завариваются.Диапазон обжатий 11 - 29% обусловлен тем, что при прокатке с обжатием меньше1068183 411% крупнокристаллическая структура слитка валковом стане, когда крупнокристалличес. прорабатывается незначительно как в осевойкая столбчатая структура наиболее интенсивзоне, так и в промежуточной, расположенной но прорабатывается в осевой зоне, и после- между осевой и периферийными зонами. Это дующего прессования через матрицу, при является причиной формирования волокине котором структура наиболее интенсивно про. той структуры при последующем прессовании рабатывается в периферийных слоях, позволяи низкого качества изделий из-за неравномер- ет повысить равномерность проработки струк. ности проработки структуры по сечению. туры и тем самым улучшить качество цзде Прокатка с обжатием более 29% приводит к лий и значительно сократить непроизводительразрушению металла в центре слитка, так О ные расходы дорогостоящих тугоплавких мекак эти значения обжатий являются критичес- таллов.кими при деформировании в двухвалковомстане. П р и м е р 1. Пять слитков из мо.Таким образом, винтовая прокатка слит. либдеиа марки МЧВН электронно-лучевой ков в двухвалковом стане в вакууме позво-. 15 выплавки диаметром 100 мм прокатывают ляет интенсивно проработать крупнокристал. в вакууме на двухвалковом стане винтовой лическую столбчатую структуру в осевой зо. прокатки на прутки диаметром 88 мм с не и значительно сократить расход металла. обжатием по диаметру 12%, а затем пропресПосле прокатки полученный слиток под. совывают в пруток диаметром 55 м с обжативергают прессованию на воздухе с обжатием 20 ем 38% Качество готовых прутков оценивают1,5 - 4,0 от обжатия при винтовой прокатке. на основании микроструктурного анализа иПри прессовании структура наиболее интенпо состоянию поверхности прутков. Установсивно прорабатывается в периферийных лено, что прутки, полученные по вышеукаслоях, т.е. в тех случаях, где она менее эанным режимам, имеют мелкозернистуюпрорабатывается при винтовой прокатке в 25 структуру (130 зерен на 1 мм) по всему двухвалковом стане, поэтому последователь- сечению прутка, которая обусловливает высо.ное сочетание процессов прокатки в двухвал кий уровень физико механических свойств и ковом стане и пресссвание оказывают взаи- их равномерность в готовом изделии. Поверх. моусиливающее влияние на повышение рав- ность прутков ровная и гладкая, без дефномерности проработки структуры по сече- фектов.нию и снижение неравномерности физико- П р и м е р 2, Пять слитков из мо. механических свойств, чем обеспечивается либдена марки МЧВП диаметроьг 100 мм повышение качества готовых изделий. прокатывают в вакууме на двухвалковомДиапазон обжатий обусловлен тем, что стане винтовой прокатки на прутки диамет. при прессовании с обжатием менее 1,5 от ром 75 мм с обжатием 25%, а затем простепени деформации при винтовой прокатке35прессовывают в прутки диаметром 15 мм с структура. прутка прорабатывается недоста. обжатием 80%. Структурный анализ показыва. точно, вследствие, чего полученные прутки ет, что полученные прутки имеют мелкозер. не могут быть использованы в ответственных нистую равноосную структуру (160 зерен на изделиях.1 мм) по всему сечению, что обусловливает40Прессование со степенью деформации, бо- высокие физико-механические свойства изделее чем в 4 раза превышающей степень де- лий и их равномерность, На поверхности формации при винтовой прокатке, приводит к прутков наблюдаются неглубокие риски, ко. появлению на поверхности прессованных прут- торые при увеличении обжатия при прессоваков трещин и разрывов вследствие повышен. нии переходят в поверхностные трещины,45ных продольных растягивающих напряжений, обусловленные повышенной неравномерностью Это вызывает увеличение брака и повышение деформации при прессовании. Трещины приво- отходов металла. дят к повышению расхода металла в связи сТаким образом, сочетание процесса вин- необходимостью обточки прутков до устратовой прокатки необточенного слитка в двух" нения трещин и к повышенному браку.ВСоставитель М. БлатоваРедактор С. Саенко Техред Л.Пилипенко Корректор А. Ференц-,-- ,.-. й.Заказ 1363/7 Тираж 911 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5