Способ получения биметаллических изделий

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОРСК О МУ СВИДЕТЕПЬСТВУ авт, свил-ву78 (21)2584324/25-2 1) Дополнитель ая влево явки М и исоелинеиие Гееударстваниый кемиСССР Приорит.04.80 по делам наабретенвй и Открытийллетень Ж 13 ия 05,04.80 публикова а опубл ания опис Чепурко,Д, Буйновский,М. Егоров, А. В. Чи Б. И. Калиненок ков, М,И,Хирный, А. рушева, Ю. А, Крюгер 2) Авторы изобретени) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ,БИМЕТАЛЛ ИЗДЕЛИЙ ИХ Изобретение относится к металлурги ческому производству, в частности к производству труб, листов, прутков, проволоки и может быть использовано для1изготовления биметаллических иэделий.В современном энергетическом и хими ческом машиностроении для изготовления необходимых деталей, работающих в усло- виях действия агрессивной среды, высокихдавлений и температур, применяют биметаллические иэделия (трубы, прутки, проволоку и др.). В ряде случаев биметаллические изделия служат в качестве уплотнительных прокладок, герметизирующих рабочее пространство установки и должны1 обладать со(етанием свойств обеспечивающих надежную герметизацию, а именно высокую пластичность плакирующего слоя, входящего в контакт с элементами установки, высокую прочность и упругость основного внутреннего слоя обеспечивающего пластическое смятие наружных слоев и продолжительную работу изделия в условиях циклического нагружения2Известен способ получения биметаллических труб, сталь-никель, заключающийся в сварке слоев горячей совместной деформацией трубных заготовок, последующей холодной деформации со степенью деформации не более 55% и термообработке при 880-900 С, т.е. вышеотемпературы начала рекристаллиэации стали и никеля Я.Термообработка при температуре вышетемпературы начала грекристаллиэациистали и никеля приводит оба слоя к полному разупрочнению и получению следующих характеристик бд = 20,6-26,6 кгlмм,бв = 39,2-41,2 кгlмм НВ никелевогослоя 70-80, НВ стального слоя 140-160упругая отдача не более 0,2 мм послесплющивания на 15% диаметра,Изделия с такими свойствами не обладают высокой работоспособностью в условиях циклического нагружения. Эксплуатация таких изделий вызывает необходимость их частой замены, т,е, ведет к повышенному расходу дорогих и дефицитных860 4 3 725металлов кповышению эксплуатационныхзатрат.Цель изобретения - повышение долговечности изделий в условиях циклического нагружения за счет получения билетал 5лических изделий с пластичным мягкимплакирующим слоем и прочным и упру. -гим основанием,Поставленная"цель" достигает"сятем", чтохолодную деформацию, осуществляют со сте пенью 60-80 О/о, а термообработку провс- дят в интервале температур, нижний пределокоторого на 50 С выше температуры начала рекристаллизации плакирующего слоя,а верхний предел не превышает температуру начала рекристаллизации основногослоя. При этом слои биметаллических изСМм ИМ, Ой.:. М Ьк - а .;. ,: -. - .йм шделий йэготавливают из металлов, температуры начала рекристаллизации которыхотличаются не менее, чем на 150 С, чтоос учетом точности: теплотехнической аппаратуры и возможных колебаний температурначала рекристаллизации обеспечиваетвозможность осуществления указаннойтермообработки. 25Способ получения сварки слоев выбирается в зависимости от их физическихсвойств. В случае близких температурплавления целесообразно применение совместной горячей пластической деформа- ЗОции, например для пары никель-аустенит- ная сталь. При значительном различиитемператур плавления может быть использована термодиффузионная сварка, либосварка взрывом, например для пар медь- З 5аустенитная сталь, медь-титановые сплавы, алюминий-сталь. Биметаллическое изделие после сварки подвергают холодной деформации,со 40 степенью деформации 60-80%, обеспечивающей металлам близкое к предельному упрочнение. Деформация со степенью более 80% незначительно повышает упругость основного слоя по сравнению с ин тервалом деформаций 60-80%.Последующая термообработка проводиться так, чтобы произошло полное раэупрочнение плакирующего слоя при интенсивной рекристаллиэации и незначительное раз- М упрочнение основнто слоя. Для этого термообработку проводят в интервале температур, нижний предел которого не менее, чем на 50 С превышает температуру начала рекрис талл иэации металлаплакйрую щего слоя, а верхний предел не превышает температуру начала рекристаллизации металла основного слоя. Частичное разупрочнение основного слоя с сохранением высокой упругости при этом осуществляется по механизму возврата (ниже температуры рекристаллизации. обработки), либо при температуре начала рекристаллизации обработки для повышения антикорроэионных свойств.Были изготовлены биметаллические трубы с внутренним слоем из нержавеющей стали 08 Х 18 Н 10 Т (температура начала рекристаллизации 750 С и наружным слоем никеля КП( температура начала рекристаллизации 550 С) размерами-о35 х 2 мм, 35 х 2,5 мм,35 хЗ мм, 35-6 мм.Сваривают слои горячим прессоваиием. Холодная прокатка проводится на станах ХПТсо степенью деформации 79,7% для труб 35 х 2 мм, 754% для труб 35 х 2,5 мм, 70,3% для труб 35 хЗ мм, 605% для труб 36 х 6 мм. Термообработка проводится при 720+20 С, В результате получены трубы со слудующими характеристиками б, = 40-43 кг/мм, б = = 71,5-75 кг/мм; НВ никелевого слоя == 70-80, НВ стального слоя 295-315.Трубы обладают стойкостью к меж,кристаллитной коррозии и повышенной упругостью, характеризующейся упругой отдачей 07-13 мм после сплющивания на 15% диаметра.Биметаллические трубы из этого же сечения металлов после холодной прокатки со степенью деформации менее 60% и термообработки при температуре выше температуры начала рекристаллизации основного слоя имеют: б = 25-27 кг/мм;260 = 60-62 кг/мм, НВ никелевого слоя 70-77, НВ стального слоя 153-163, упругую отдачу не более 0,3 мм после сплющивания на 15% диаметра.Таким образом использование предложенного способа обеспечивает по сравнению с известными получение биметаллических изделий с плакирующим слоем высокой пластичности и малого сопротивлениясмятию и основным слоем е высокой прочностью и упругостью, Такое сочетание свойств обеспечивает работу изделия с пластической деформацией плакирующего слоя, в то время как основной слой работает в области упругих деформаций, что повышает работоспособность изделий в условиях цилиндрических нагрузок и приводит кэкономиидорогих и дефицитных металлов. Формула изобретенияСпособ получения биметаллических изделий, включающий сварку основного и5 725860 6плакирующего слоев, холодную пластичес- кристаллизации металла плакирующегокую деформацию и термообработку, о т слоя, а верхний предел не превышаетл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью температуру начала рекристаллизации меэкономии металлов и повышения работс- талла основного слоя.способности изделий, холодную деформа- Источники информации,цию осуществляют со степенью 60-80%, принятые во внимание при экспертизеа термообработку проводят в интервале -1. Сборник, Металлургия и коксохимия.температур, нижний предел которого на Киев, фТехника", 1969, % 12, с. 12450 С выше температуры начала ре- -128, Составитель И. КапитоновРедактор Н. Шильникова Техред О, Андрейко КорректорА. ГриценкоЗаказ 835/15 Тираж 1160 Подписное ЦИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскаянаб., д, 4/5 Филиал ППГ "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4