Способ обработки изделий из металлов и сплавов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕЕНИР 7 16К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заяалено 120178 (21) 2571127/22-02 (51) М. Кл. с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -С 22 Р 1/00 В 21 Т 5/00 С 21 П 7/00 Государственный комнтет СССР но делам нзобретеннй н открытюй(71) ЗдяВитЗЛЬ физико-технический институт АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 1 О 15 20 25 30 Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к предварительной обработке полуфабрикатов и изделий для улучшения их эксплуатационных свойств, а именно для повышения прочности.Известны способы повышения механических свойств металлон, дефорчированием, когда в результате многократного действия инструмента на металл последний значительно упрочняется, Этот процесс наблюдается при дробной прокатке и дробном волочении 11.Недостатком известного способа является то, что структура полосы, полученная при дробной прокатке, или проволоки, при дробном волочении, оказывается неоднородной, т.е. свойства металла по сечению распределяются неравномерно.Наиболее близким по технической сущности является способ повышения долговечности деталей из металлов и сплавов, заключающийся в том, что тренировку циклическими нагрузками производят при установленном числе циклов при напряжении ниже предела усталости, Способ обеспечивает. повышение долговечности на окончательно готовых лопатках компрессора авиадвигателя иэ титаноного сплава ВТпритренировке цилиндрическими нагрузками с ст.-25 кг/мм (предел усталостиСплава ВТ6 -50 кг/мм ) в продол 2женин 250000 циклов с последующимотдыхом до 1211000 циклон до разрушения прн Р) 2),Однако обработка изделия по указанному способу не дает возможностиполучить равномерное улучшение механических свойств по всему деформируемому объему. Это вызываетсятем, что вследствие однонаправленности дейстния нагрузки, различные области иэделия упрочняются неодинаково. Таким образом, прежде чем достигается заданная средняя степень упрочнения, в местах максимальных сдвигов, где происходит наиболее интенсивная деформация металла иэ-эа возникновения локальных напряжений, превышающих предел прочности материала,возникают трещины разрушения, В связи с этим н других областях очага деформации требуемая степень упрочнения не достигается и ресурс прочности металла не используется полностью.Бель изобретения - поньпаение прочности и твердости изделий из металлов и сплавов за счет создания боль711161 Предлагаемый способ Материал Пределпрочностибэ, кг/мм Твердость,НРВПределпоочТвердосИРВ ности,бВ гкг/мм 72-74 87-90 76-78 78-80 96"98 82-84 43 Медь МЗ Сталь 35 Латунь Л 62 63 82 64 ТитановыйсплавВТ 1-1 80 84-86 78-80 92-9692-94 Ьронза й-Ж-М шого количества несовершенств кристаллической решетки дефорг 1 ируеидгоматериала и их наиболее равномерногораспределения по объему,цель достигается тем, что деформирование циклическими нагрузками 5произв одят пут ем последов атель ногочередования нагружения изделия вдольего оси и нагружением перпендикулярно оси иэделия, причем нагружениеперпендикулярно оси иэделия осуществ- гг)ляют с помощью гидростатического дав- .ления рабочей жидкости, превышающегопредел текучести материала иэделия.При этом происходит процесс повышения плотности несовершенств кристаллической решетки (дислокаций, вакансий) и одновременно залечивание микротрещин, образующихся при деформации. Вследствие того, что деформирование происходит по трем главнымосям, пластической деформацией охватывается максимальное число системскольжения и дефекты кристаллическойрешетки распределяются по всему объему изделия наиболее равномерно.Б начале цикла жесткий инструмент 25воздействует на жидкость и на образец, создавая в жицкости давление Ри на торцах заготовки,цавление Р .Образец осаживается, когда Р ) Р,Деформирование образца в обратном Онаправлении, т,е. в направлении егопродольной оси, происходит при Р 4 ) 1 .Способ осуществляется следующггмобразом.Металлический образец цилиндрической формы помещают в контейнер, заполненный жидкостью, например, вакуумныммаслом. Уровень жидкости находитсявыше торца образца. При движении пуансона вниз он предварительно сжимаетжидкость и создает в ней давление,Таким образом, использование пред О1 агаемого способа дает возможностьдобиваться более высоких прочностных:войств материала за счет повышенияплотности дефектов кристаллическойрешетки, более равномерного распрепревышающее предел текучссти материалов образца, а затем воздеиствует на торец образца и деформирует последний, После достижения заданной степени деформации постепенно разгружают жесткий пуансон до положения, при котором он начинает давить на образец. Во время разгрузки пуансона на него действует рабочая жидкость и образец, который деформируется под действием давления кидкрсти.Образцы из различных металлов и сплавов размером о 612 мм, помещают в контейнер, заполненный вакуумным маслом уровень жидкости находится выше торца образца с учетом ее сжимаемости. (При давлении Р : 10 кбар и температуре 1 = 20 С сжимаемость С =- -" = 0,1.7), Перемещая пуансон вниз предварительно сжимают жидкость и создают давление 10 кбар. При этом давлении осаживают образец на ЬЙ=1 мм, После этого постепенно разгружают пуансон до положения, при котором он начинает действовать на образец. Во время разгрузки пуансона образец деФормируется давлением жидкости в направлении перпендикупярном предьгдущему, т.е. удлиняется до первоначальных размеров. Таким образом, эа один цикл образец получает двойную степень деформации, практически не изменив своих размеров. Число циклов равно п50, суммарная степень деформацииЙ 1 - 11Е = -- 100 " 2 и, где и - коли)1чество циклов. Для сравнения подвергают испытанию такие же образцы по известному способу. Результаты приведены в таблице. деления их по объему и подавления процесса внутрикристаллического разрушения гидростатическим давлением,Зкономический эффект от внедрения предлагаемого способа составляет 140000 руб.Заказ 8601/19 Тираж 694 Подпис нсе ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород; ул, Проектная, 4 Формула изобретенияСпособ обработки изделий из металлов и сплавов, включающий деформирование иэделий циклическими нагрузками, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения прочности и твердости иэделий, деформирование проводят путем последовательного чередования нагружения иэделия вдоль оси и нагружением перпендикулярно оси иэделия, причем нагружение перпендикулярно оси иэделия осуществляют с помощью гидростатического давления рабочей жидкостиИс точник и информации,принятые во внимание при экспертизе1, Гордиенко Л.К. Субструктурноеупрочнение металлов и сплавов МфНаука 1973, с. 28-29;, 162-164.2. авторское свидетельство СССР9 443920, кл. В 21 Ю 5/04,В 21 О 7/00.