Способ обработки магниевых сплавов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р 902961 1) Дополнительное к авт. свид-ву2)Заявлено 1 З,02,80 (2) 2882 б 52/25-27присоединением заявки РЙ3) Приоритет(5)М. Кд. В 21 3 5/00 С 22 Е 1/06 ооударстеенный комитет СССР о делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретени О,А бышев, Р.Р,Салихов и Т.Ф,Хайб 1) Заявител Уфимский авиационный институт им, Ордж(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МАГНИЕВЫХ СПЛАВ мелкозернистой стр тем нагрева до тем пластического дефо температурном инте грузками со степен удаР 20-303 при стцении степени обжа воде 21,ктуры сплава пуературы. 500-440 Смирования в этомвале ударными на"ю деформации запенчатом увели"ия и охлаждении в ой Изобретение относится к областиобработки металлов давлением и можетбыть использовано при получении полуФабрикатов из магниевых сплавов с однородной мелкозернистой структурой,предназначенных преимущественно дляобработки давлением в состоянии сверхпласти чности,Известен способ обработки магниевых сплавов, включающий формированиемелкозернистой структуры путем нагрева до 200-280 С и пластической дефор"мации при этой температуреНедостатком известного способа является невысокое качество формируемой 1структуры сплава, что в частности,ограничивает его использование в ка"честве полуфабриката для обработкидавлением в состоянии сверхпластичности20Наиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсяспособ обработки магниевых сплавов,включающий формирование однородной Недостатком известного способа яв ляется невысокое качество формируем 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, цто ограничивает использование полуфабрикатов из дан" ного сплава для обработки давлением в состоянии сверхпластичности. Кроме того, при температурах 440-500 оС имеется возможность воспламенения магниевых сплавов, а для обработки магний902961 литиевых сплавов известный способвообще неприменим.Целью изобретения является повышение качества формируемой структурысплава и обеспечение возможности егоиспользвания для последующей обработки давлением в состоянии сверхпластичностиПоставленная цель достигается тем,что в способе обработки магниевых 1 Осплавов, включающем Формированиеоднородной мелкозернистой структурысплава путем предварительного нагрева и пластического деформированияпри ступенчатом увеличении степени 15обжатия, нагрев производят до температуры 50-200 С, а увеличение степени обжатия при пластическом деформировании от ступени к ступени производят непрерЫвно. 20На чертеже показана ступенчатаяматрица для прессования, котораяможет использоваться для осуществления способа,В процессе непрерывного пластического деформирования за счет теплово"го эффекта температура сплава возрастает на 200-250 С при повышениитемпературы на каждой ступени деформации на 50- 100 С, К концу процесса, З 0как правило, температура загбтовкисоответствует температуре конца рекристаллизации, в результате чегов сплаве формируется рекристаллизованная структура с размером зерна3-4 мкм, достаточно стабильная припоследующем 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 из45 четырех ступеней: ступеньобеспечивает степень деформации заготовки= 5-10; ступень И - 630-403; ступень И- 65-753; ступень Ч = 904. На первой ступени деформирования с Е = 5-103 идет процесс преобразования литой структуры в деФормированную, На второй ступени деФормирования, где степень деформации30-401 экспериментально установлено, что заготовка вследствие теплового эффекта разогревается до 1 лнительно на 50-60 С. В этот моначинает Формироваться рекристаллизованная структура сплава за счет повышения температуры заготовки до 150-200 С, Литая структура преоборазуется 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 . После выхода из очага деформации на четвертой ступени ра" зогрев заготовки соответствует температуре конца рекристаллизации для многих магниевых сплавов, которая лежит в интервале температур 230- 400 фС, 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.П р и м е р, Из слитка сплава ИМВ 2 с химическим составом,г; 4,6 Я 1;7,85 - 1,б 5 2 п; 4,2 Са; 0,28 Мц, вырезали заготовку диаметром 40 мм, нагревали ее до 1 ОООС и подвергали пластической деформации за один переход в многоступенчатой матрице, На чертеже изображена матрица, которая состояла из четырех ступеней со степенями деформации на ступениЕ =10, ступени И Е = 42/, ступени И 753, ступени Ч 6 = 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 (С = 350 С, Е = 1,110 сек ").Результаты испытания показали, что полученный сплав, предварительно нагретый до с = 100 и продеформированный при этой температуре, проявляет все признаки сверхпласти чности: высокие значения относительного удлинения и малые значения5 902961 6 напряжения течения. Результаты испы- носительного удлинения больше в предтаний занесены в таблицу, лагаемом способе в 1,5-2 раза, чемРезультаты испытания слитка из в известном, Также показана возможсплава ИИВ 2, обработанного по извест- ность получения полуфабрикатов без ном ф способу: й = 350 С; 6 =промежуточных отжигов за один переЯ1,110 секУ= 330, 6 =0,85 кг/мм ход при й = 50-200 С, способных деоАнализ результатов показал, что формироваться в режиме сверхпластичобработка слитка по предлагаемому ности, устранить опасность воспламеспособу позволяет получить полуфаб- нения легковоспламеняющихся магниерикаты, способные к сверхпластичес О вых сплавов, при снижении энергозат. кой деформации, причем значения от- рат на высокотемпературный нагрев.ЪеЮ Деформация в режиме сверхпластичности полуфабриката из ИИВ 2 Предварит ель ная обработк слитка ИВИ 2 ТемпературапрессованияслиткафС Значения напряжения тече ния 6кг/ммемператураластичесой дефорации с,0 С Скорость сверхпластической деформации Есек" Приме- чание Относитель ное удлинение оф,Заготовка разру"шилась 20-3 Ц 50 1,110 570 1,1 10375 1,110 325 0,8 50 0,7 100 350 350 0,95 200 0 9 350 250 Формула изобретения Способ обработки магниевых спла-, 4 ввов, включающий Формирование однородной мелкозернистой структуры сплава путем предварительного нагрева пластического деформирования при ступен чатом увеличении степени обжатия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества формируемой структуры сплава и обеспечения возможности его использования для после" дующей обработки давлением в соостоя нии сверхпластичности, нагрев передпластическим деформированием производят до 50-200 фС, а увелиение степени обжатия от однОй ступени к дру"гой при пластическом деформированиипроизводят непрерывно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 677517, кл. С 22 Г .1/06, 22,05.78.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ь"2829539/25-27/, кл.С 22 Г 1/06,19.10,79 (прототип) .)Тираж 701 ПодлисноеВНИИПИ Государственного комитета СССР.по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Х пиулжд=л-ФЯ 2 ХсlУЦчюУб =Ю ,Ф Составитель О. КорабельниковТехред М.Надь Корректор М.Пожо