автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Разработка технологии получения и прокатки крупногабаритных листовых заготовок из алюминиевых гранулированных сплавов

МАГНИТОГОРСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ Г. И. НОСОВА

На правах рукописи Для служебного пользования Экз. №

УСОЛЬЦЕВ Сергей Викторович

УДК 669.715:621.762

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРОКАТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ ГРАНУЛИРОВАННЫХ СПЛАВОВ

Специальность 05.16.05 — Обработка металлов давлением

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск 1991

МАЗШТОГОРСКйМ ГиРйО-мЗЬииЕ/РШЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ Г.И. НОСОВА

На правах рукописи

Для служебного пользования Экз. Л

УСОЛЬЦЗВ СЗНГЗЛ ЕОСТОРОВИЧ уда 669.715:621.762

РАЗРАБОТКА ТШЮЛОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРОКАТКИ КРЛШ0ГАЕШ1ТШ ДИСТОЗЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ АШДШЗВУХ ГРАНУЛИРОВАННЫХ СПЛАВОВ

Специальность 05.16.05 - Обработка металлов давлением

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 1391 г.

Работа выполнена на Красноярском металлургическом заводе имени В.ИЛанюш.

Научнне руководите*! - доктор технических наук, профессор В«3.1жлкия; кандидат технических наук, доцент Ю.А.Горбунов.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Г.Э.Аркулис

Кандидат технических наук, доцент М.Б.Силин

Ведущее ьредпраятае - КосковскаЛ завод легких сплавов

Заадта диссертадал состоятся 27 шн 1991 г.

в часов ха »свжатаа свецкализараванного Совета К 063.01.01 в j&rjUTsropcxsu горно-иезалаургичесхом институте аи.Г. И. Носова, по адресу: 455000, г.Ыагнатогорся, по.Ленина, 38.

С диссертадаонио! работо! ц«шо ознакомиться в библзотеке института.

Вав отзыв, зшерегдов rapSoaoa печапв, просш направлять по адресу: 455030, г.Цагитогорс*, пр.1е«дна, 38, ЛГЛИ, ученому секретаре совета игсятуя».

Автореферат разослан * 27 " гая 1991 г.

Учена! секретарь еяедоалааздтявага сов«» к 0S3.Q4.QI В.Н.Селиванов

ОБЩАЯ ХАРАЖТЕРАСША РАВОШ Введение

Актуальность работы. Новые конструкционные материалы, создаваемое методами порошковой металлургии, в последние годы приобретают все большее практическое значение в разявятии «ааяо-строения, авиационной и космической техники. Вагное место в технологии получения таких материалов занимает высокопрочные гриу-лироемые алюглиниевые сплавы.

В "Основных направлениях экономического и остального развития СССР на 1985-1990 года и на период до 2000 года" предусматривается значительное увеличение производства металлически пороиков я изделий из них. Прогресс авиационной и других ограо-лей техники определяет необходимость производства крупногабарат-ных полуфабрикатов, в том числе и листов из гранулируемых ставов, Решение этой проблемы долгое время едесживалось отсутствием крупногабаритных заготовок, которые по своим свойствам обеспечивают гош'гУЮ прокатку баз нарушения сплошности материала. В настоящее время для изготовления проката из гранулируемых сплавов наиболее часто используют заготовку, получаемую прессованием брикетов. Применение прессования приводит к потерям металла н значительному уменьшению поперечных размеров заготовок, что создает определенные трудности при производстве крупногабаритных листов, ширина которых больше ширины заготовки. В связи с этим весьма актуальной становится задача разработки опытно-промышленной технологии получения брикетов к заготовок на вертикальных гидравлических прессах, что дает возможность увеличить массу и габариты заготовок для прокатки. Реализация этой технологии

позволят использовать существующее прокатное оборудование без его модернизации, значительно расширяя возможности применения высокопрочных гранулированных сплавов.

Цель работы. Исследований закономерностей поведения высокопрочных гранулированных алюминиевых сплавов пси деформации и разработка технологии, обеспечивающей. получение крупногабаритных плоских заготовок и проката из них.

В связи с этим поставлены и решена следующие задача:

I. Исследование структурно-деформационних особенностей уплотнения гранулируемых сплавов в открытых штампах и определение параметров компактарованил, позволяющих получать крупногабарат-ные брикеты о удовлетворительными четико-механаческгми свойствами.

2. Определение закономерностей изменения пластичности и сопротивления деформации при переработке брикетов а крупногабаритные заготовки и листы.

3. Изучение влияния технологических параметров получетш брикетов, заготовок и листов на физгко-механнчеекпе характеристики проката.

4. На основе выявленных закономерностей разработать ог:ь.тнс-проыыаденнуи технологию получения крупногаСараткьк заготовок к проката из них с требуешь уровней характеристик.

Научная новизна работы заключается в следуем:

- установлена гс::снс1Горностя уплотнения гранулируемых сплавов в открытых штампах;

- исследованы закономерности изменения пластичности и сопротивления деформации в зависимости от накопленной степени деформации сдвига, скорости деформации, тзмаасагуры. Полеченные

зависимости представлены в виде номограмм и математических выражений;

- создана математическая модель прогнозирования прочностных характеристик заготовок для прокатки;

- разработаны способы получения крупногабаритных заготовок для прокатки из высокопрочных гранулируемых актиниевых сплавов. A.c. Js 1434525, а.с. й 4296675;

- изучены закономерности формирования физико-механических свойств проката в зависимости ог технологических рекимов получения брикетов,.заготовок и листов.

Практическая ценность. На основе проведенных исследований определены рациональные параметры технологии получения крупногабаритных заготовок, что позволит получать листы на существующем прокатном оборудований, значительно расширяя возмааность применения высокопрочных гранулируемых сплавов. Разработаны оптимальные реааш прокатки,. даодие возможность получать листы с высоким уровнем характеристик.

Реализация работы. На основе результатов и рекомендаций, содержащихся в диссертационной работе, на Красноярском металлургическом заводе внедрен способ получения крупногабаритных плит из высокопрочных гранулированных сплавов (а.с. № 1434625). Разработана заводская технологическая инструкция 4Ш53-89. Получена опигно-промшменная партия листов.

В результате внедрения результатов работы на Красноярском металлургическом заводе получен долевой экономический эффект -семьдесят тысяч семьсот тринадцать а?блей. '

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждены удовлетворительной сходимостью дан-

ных теоретического анализа с экспериментальными значениями, а гак ге резулиагаыи оштно-проынпленного опробования.

Апробация рабогн. Результаты работы долоненц к обсуздены на краевой научно-технической конференции "Технология сроиз-водства пороаков цветных металлов", Красноярск, IiiS5 год; на П Всесоюзной конференции по металлургии гранул, ВМС, IS37 год; на Ресгубалканской научно-технической конференции "Примене-нзе электронной микроскопии в науке я техника", Минск, 1387 год; на 17 научно-технической конференции.Красноярского ыеталлурги-ческого завода ел. 3^1.Ленина, Красноярск, IS88 год; на ¿Л отраслевой научно-гехнячЕской конференции молодых ученых и специалистов, Белая Калитва, 1988 год; на отраслевой научно-технической конференции "Пороиковые сплава для авиационной техника", Москва, ШАУ, 1S88 год.

Публикации. По иатериалаа работа имеется десять публикаций и два авторских свидетельства.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, о^стн глав, а пралсеений; включает в себя tf? страниц иапиноглсного текста, У S рисунков, ÎF таблиц, список литературы состой из /23 наименований.

СОДЗШНЖ РАБОТЫ

ГЛАВА I. Современное состояние теории и технологии получения полуфабрикатов из гранул алюминиевых сплавов

Анализ лстерагураыэс драных доказал, что к настоящее зре-

меня установлены основные технологические закономерности процесса получения компактной заготовки из гранулируемых магериа-лов путем осевого компактировакия и дальнейшего прессования на горизонтальных гцдра&чическкх прессах. При этом достаточно хорошо изучены вопросы получения и дегазации гранул. Однако существующая технология ограничивает возмонность получения крупногабаритных заготовок для прокатки и имеет рад других существенных недостатков, которые устраняются при реализации способа, получения брикета ка вертикальных гидравлических прессах. Ifciec-те с тем, сегодня практически отсугстзег информация, раскрывающая особенности получения крупногабаритных плоских брикетов, недостаточно изучены закономерности изменения пластичности и сопротивления деформации, нет данных о влиянии технологических параметров получения заготовок и их деформации на физико-механические свойства проката.

Исходя из вшпеизлсаенного, изучение отмеченных закономерностей и разработка на их основе опытно-прсмшшекной технологии производства крупногабаритных заготовок и проката из них является актуальной задачей.

ГЛАЗА П. Исходные материалы, методика проведения работы и методы исследования

В качестве осношого материала дня проведения исследований выбран сплав 01969 системы алшиний-цикк-магний-медь. Химический состав сплава соответствовал ТУ 1-809-783-84.

Приготовление сплава производили в плаченной печи емкостью 1,5 тонны. Гранулы отливали ценгробаанш распылением расплава в воду со скоростью охлаждения при кристаллизации IQ^-IO4 °С/с.

При подготовке к пластической деформации гранулы подвергались центробежные/ обезвсеивавию, сушкэ при 300°С з барабанной печи, рассеву и термической дэгазации продувкой аргоном с последующим вакуукарованием гильз, заполненных гранулами. Вес гильз о гранулами составлял I0C-65Q кг. Уплотнение капсул проззаодшюс« на вертикальных гадравлических прессах усилием 100 я 150 ЫК.

Бшш получены брикеты размерам 200x400x400 мм, 220x400x700 -мм, 250х750х11С0 мы. Брикеты подвергались осадке на вертикальном гздравшческом прзссо усилием 150 Ш я последущай прокаткэ на стане ДуО 330, ТриО. При проведении исследований были подучены заготовки для прокатки гслниной 120, S0, 80, 70, 65, 60, 65, 50 мм, а также прокат тоядтиоа 20, 15, 12, 1С, 8, 6, 5, 3, 2,5, 1,8, 1,5, 1,2 uu.

Для оценки условии протекания процессов и анализа качества заготовок и полуфабрикатов применялись слздулше методы исследования: оптическая в электронная микроскопия, растраоая одамройная микроскопия, ренггенострукгурныЛ анализ н методы математической обработки результатов измерений. Определялась плотность, содержание водорода методом вакуум-нагрева, механические свойства при растяжении, кручении и сжатии в области комнатных и г,опционных температур.

ГЛАВА И. Исследованаэ теьшературно-дефорыационных особенностей получения крупногабаритных брикетов в открытых пгампах

Для предварительного анализа и выбора параметров ко.мпактирования необходимо наличие методик анагатической оценки условий схватывания отдельных частиц в компакт.

В основу решения поставленной задачи применительно к гранулам аламиниевых сплавов был пслскен факт дробления при деформации поверхностных оксидных пленок и сваривания частиц после сближения ювешвшшх поверхностей до расстояния действия межатомных сил. Прн такой подходе, опредедяациш параметрами процесса является величина нормального напрякения, необходимого для зшгалне-нпя металлом грещан, образовавшихся в оксидной пленке, и время, за которое а то:,сблизившихся поверхностей образуют меяагомные связи.

Используя кубически модель гранулированного материала и доцускач, что на заключительной стадия коипактированкя трещины, ьозникающае в результате дробления поверхностных оксидов, заполняются в условиях плоской деформации, на основе метода линий скольаеяия определены величины необходимого нормального давления для рааличнкх условий трения.

■б =13,5 К, *СК = 0; б'=11,5 К, = 0,5 К;

б = Ю,1 К; Тц= К, где К - пластическая постоянная материала гранул, ЫПА;

коэффициент трения иа поверхности контакта металл-окись.

На основе полученных результатов установлена связь между текшературно-скоростными и энерго-силовыии параметрами процесса

контактирования в диапазоне температур 340-490°С я скоростей деформация I-I0"3 - 5-Ю"2, дагцая возможность определять раз-мерн брикетов с учетом мощности оборудования.

Исследование кинетики уплотнения и деформированного сос-тоянаия при получения плоских брикетов в открытых пгамнах экспериментально-аналитическим путем с применением метода координатных сеток позволило получать данные о характере и величине деформации, накапливаемой пористой заготовкой и их влиянии на распределение плотности и прочности по сеченав брикета. Установлено, что данный способ позволяет получать брикеты с достаточно однородной плотностью. При этом в связи с неравномерным распределением степени деформации сдвига по сечению, наблюдает-yi неравномерность прочностных характеристик. Определено, что «йЕИыальнце значения прочности характерны для областей, пралг-гащих к нижней половине штампа.

Исходя из подученных результатов, рекомендовано перед осадкой проводить кантовку брикетов на 1£0°С. При этом достигается лучшая проработка объемов металла и происходит выравнивание механических свсйстз по всей заготовке.

Экспериментально установлено, что для получения брикетов с относительной плотностью l) = 0,57-0,99 определяющее значение имеет оптимальная насыпная масса гальз с гранулами. Так, для брикетов размером 200x400x400 ли она составляет 1,17-1,22 М, а для брикетов 240x750x1100 ка - 1,1-1,12 Ы соответственно, где М - теоретическая масса брикета с относительной плотностью материала, равной единице. При этом выявлено, что увелечензэ отношения массы гильзы с гранулами к ах периметру с 65-70 (кг/м) до 170-180 (кг/м) ведет к снякению потерь металла на 8-102.

Производство крупногабаритных заготовок требует нагрева Зсльеех глее гранул во врегл операций термической дегазации и компактарованкя. На основе решения дифференциального уравнения теплопроводности, при граничных условиях третьего рода, создана программа для расчета температурных полей гильз с гранулами при нагреве в среде аргона и в вакууме. Разработанная программа позволяет по заданным значениям относительной плотности . гильз с гранулами, их размерам определять необходимое время нагрева и распределение температур по объему. Програг^ма написана на языке БЕШК и реализована на СЭШ " Ro&otron 1715". С использованием полученной программы были получены зависимости, позволяющие оценить время, необходимое для нагрева гильз с гранулами с поперечный сечением 0,1-0,5 i? и относительной плотностьв насыпной массы, равной 0,5-0,7 в среде аргона и в вакууме.

Анализ полученных результатов показал, что наиболее существенное влияние на время нагрева гильз с гранулами оказывает исходная относительная плотность насыпной массы гранул я отношение ширины гпяьзы к ее высоте..

ГЛАВА 1У. Разработка и исследование технологических схем пеpepaбока брикетов в заготовки для последующей прокатки

"При проектировании технологических процессов переработки брикетов из гранулируемых сплавов в заготовки и полуфабрикаты вагную роль играют характеристики пластичности и сопротивления деформации.

На основе результатов испытаний различных задов образцов определена и номографирована закономерность изменения температуры максимальной пластичности и допустимой при ней степени деформации сдвига заготовок в зависимости от величина, полученной ими суммарной деформации и схемы напряженного состояния.

Рассмотрен механизм формирования характеристик пластичности. Установлена количественная связь ¡.¡езду долевыми к поперечными характеристикам при однонаправленной деформации.

На основе анализа экспериментальных данных, полученных методами растяжения, кручения и осадки образцов, определены закономерности изменения сопротивления деформации гранулируемых высокопрочных сплавов. Залученные результаты аппроксимированы уравнениями, ошсивашама изменение интенсивности ка-сагельЕых напряаений сплава 01565 в зависимости от температуры и интенсивности скоростей деформации сдвига:

- для I Ю"3 4 Н, с"1 5 10~2

Т-МЩИ«"*"*«»3*-. (3)

- для I Ю"1 Н, с~г £ 2

Г = 5оон«'"е-0-005'9, (4)

где Н - интенсивность скоростей деформации сдвига;

Т - интенсивность касательных напрягаки!!;

8 - температура деформации.

На основе исследований до изучение реологических свойств брикетов проведен анализ и оценка зозмонлых схем их дефосыа-циа с целью получения заготовок для проката:. Опробованы способы деформации брикетов в вырезных бойках и всесторонней коз-

кол а услошях плоской деформации. В результата з качесг-э способа получения крупногабаритных в^плане заготовок было решено использовать осадку плоских брикетов в штампе, обеспечз-вакщем течение металла в одноы направлении.

Для выбора конструктивных злемеятоа пгампа под осадку брикетов катодом баланса мощностей получено Еырахензе, устанавливающее зависимость относительного давления осадка о? размеров подучэмой заготовки

А * ё (5)

где Рп - среднее удельное давление,- МПа;

I ог ¡1 - длина, взрана, иксога поучаемой заготовки;

/77 - коэффициент трения.

Полученная расчетная зависимость позволяла, исходя из мощности кматегося оборудования, спооекгяровать я ячгогоплгь стамп для получения заготовок размером 55г120-1200-2000г2500 им.

Используя полученные результаты но пластичности к сопро-тизленаз деформации брикетов я заготовок, был разработан ■ способ получения полуфабрикатов аз гранул алхышшепих сплавов (а.с. я 1434625). На основе предложенного способа разработана заводская технологическая инструкция -Ш53-89. Получены партия заготовок различной толщины.

[Значительный р-осг пластических характеристик в долевом и по;:^;=чном направлении а цезудьтаго осадкл брииетоз в штампе предопределяет возмсстость прохатки полученных заготовок, для определения допустимых обаагий и построения маршрута прокатки осуществляли моделирование прохзгеой призматических образцов

- хч •

размерами 45x170x200 км, Моделирование проводили в масптабе 1:2,3 при соблюдении геометрических условий подобия.

Эксперименты показали, что в связи с малой прочностью и пластичностью заготовок в высотном направлении и значительны-шз расгягиванапрягекияьш, действующими в этой направлении на выходе металла из валков, при единичных оскагиях в первых проходах более 5-10%, происходит их раскрытие.

С целью оптимизации процесса прокатки и учитывая, чгс прочностные характеристики заготовок зависят от величины предварительной деформации , необходимо наличие функциональной зависимости, описывающей их изменение в процессе обработки.

Идеализируя поведение гранулируемого материала и предполагая, что его прочность при одноосном растягении мсеег быть определена из условия равновесия элементарного кубика, в который преобразовалась сферическая гранула при компактирования, быда создана математическая модель, олисыващая изменение прочностных характеристик заготовок. Для высотного направления она выглядит следуодш образш:

= * ~ В» I (6)

где бвгр - значение предела прочности материала гранул при заданной температуре, который принимается равный пределу прочности полуфабриката в долевой направлении с внтяакой не менее 20 единиц;

Крпбр- коэффициент обновления контактной поверхности в брикзте;

■/""М'^Г коэффициенты изменения линейных размеров в

каправлении соответствлздих координатных осей.

На основе данные, имеющихся в литературе, описывающих механизм раскрытия заготовок ара прокатке а полученной функциональной зависимости, описывающей изменение прочностных свойств заготовок, был разработан способ получения проката из гранулируемых алюминиевых сплавов.

Использование предложенного способа позволило интенсифицировать процесс прокатки заготовок, яри этом величина обяатия я первых проходах била увеличила в 1,5-2 раза. -

ГЛАЗА У. Исследование структурно-деформацзонных закономерностей формирования физике-механических свойств проката

Технология получения полуфабрикатов из гранул включает: дегазацию, хомпактярозаака, нагрез брикетов, горячую н холодную деформацию изготовленных из них полуфабрикатов, эти операции вызывают, как правило, изменение неравновесной структуры гранул, от которой зависят свойства готовых полуфабрикатов.

Исследование структуры rpaicA с использованием прссазча-захцего электронного микроскопа после изотермической выдеегкя при температурах 25C-'.b4j0C и суммарном времени зщесг^кл от одного до двадцати часоэ, нагретых по едпо- и двухступенчатому pt3i;v.av. показало, что при нагреве гранул по двухступенчатому режиму минимальный размер выделений ияторметзллидов меньще по с:ианениа с одноступенчатым. Размеры частиц с увеличением аре-.ч:ни в-се^п практически стаоальни до 470°С, а их укрупнение :;рс.:сходпг, начинал с температуры 4í?G°C, t > 4 час, однако при двухступенчатом реяима нагрева этот процесс идет менее

ТО »3

интенсивно (средняя плотность выделений 4-9см"""), чем при одноступенчатом (средняя плотность - 1-3см-^).

Получение проката из гранулируемых сплавов предусматривает значительные степени деформации. При этом температура и величина деформации оказывают значительное влияние на структуру и качество полуфабрикатов.

Исследование уеханкпеских характеристик полуфабрикатов из сплава 01569, полученных с различными степенями накопленной деформации выявило, что до величины Л£ = 4,3 происходит монотонное повышение уровня прочностных характеристик, которое связано с улучшением качества ¡штергранудярного схватывания. Б диапазоне 4,5 <■ Дх 6,5 они имеют максимальные значения, а дальнейшее увеличение суммарной величины накопленной дефер- . кэдин, приводит к снинени» уровня агих характеристик.

Анализ гонкой структуры проката с использованием растрового к просвечивающего электронного ьшкроскопов показал, что обвей особенностью структуры исследованных'пскуфэбрихагоз является ее фрагментация. Сопоставление структурного состояния проката и его прочностных характеристик позволяет егмотпп. вксгзркыек-тадьно установленную их взаимосвязь* Так, равноосной сидькораз-ориеЕтироэанной фрагменткрованной структуре соответствует наиболее высокий уровень прочностных характеристик. Возншзювение фрагаентдрованной.структуры с пластинчато!! формой фрагментов в наличием участков "критической" фрагментированной структуры с зародышевыми игкротресинсьщ сопровождается существенным падением прочнрегных характеристик.

. Следует отметить,. что формирование фрагментированной структуры происходит ве только под влиянием величины, пластической де-

формация. Так, исследование образцов, полученных при различных температурах прокатки показало, что прокатка при температурах больше 0,50т способствует формирования равноосных субзерен, сгруппированных в полосы, грзницы которых параллельны направлению прокатки, при этом, несмотря на значительную величину накопленной деформации ( А.х= 8-10) из происходит снижения уровня механических характеристик.

3 случае нгзкогпипзратусиой прокатка 0,5 &лл

Формируется структура, состоящая в основном'из фрагментов пластинчатой формы, разделанных высокоугдовцми "нааезкмз" границами с мякротрещинами размзром 1,1 акы, которые а соответствии с работали <З.З.Рк(5яна мохно отнести к "критической* Фрагментяровашой структура, предсосгаущэй опэигсенао металла 'л зодущзй к оттаскай мехгиичзских характеристик.

ПАВА У1. Разработка технологии а опигпо-промы^леиное о<::з1спан;п «рснасодсгиа крупногабаритных заготовок я ласгоп о

лс:.!гл^:<сн!;;! вйлдиз зсзультагоз ¡¡сог,еденных исследований да,-: возможность с едлом г ь гзхнологачзгхуи схему производства -негга ¡13 с^'аза ОХЬЗЭ, осковныз параметры которой представлена НГ| рисункз. С всполъэсэышем разработанной технологии бы-

получена опитяо-промызленяая партия листов из сплава 01069. полученные листы подваргадись всесторонним испытаниям, кою-

!:?о при содержании водорода в металла менее О,о и; г ?.;с;элог::.-! пропсвсдсгэа крупногабаритных ластов пазведя*? ;;я,:уча?ь полуфабрикаты с засешма механаческама —«»ггза'.'и (;:.:. г чел.) а удовлзтьооагвльныма хасак»еоас?икаия

конструкционной прочности, которые составляют:

- для листов толщиной 6 ш из сплава 01969 Т2 б£= 160 ЫПа (на базе 1-Ю5 «при ^<5-= 2,6),

с/г?/аУ= 2,1 ьм/Кцикл при

КсУ = 68,8 ШвУЙ" К = 15,5 1Шй.

По соотношение изханичесгхх свойств при рэстянекии и характеристик конструктивной прочности катанке полуфабрикаты из сплава 01369 превосходят аналогичные полуфабрикаты из высокопрочных сплавов, полученных прокаткой слятков.

Таблица

Механические свойства листов из сплава 01969

тел- Неправ- Темпера-

Сплав 01969 Т2

типа листа, ЦК дение испытаний тура испытания, °С Ше Ша б'аг 1Ша 5гГ Ъ Г % 6^00 Ша \J1B0 Ша

Л 20 812 623 575 8,3 16,6

10 135 20 782 741 .519 .622 512 583 12,9 5,5 44,7 7,6 300 360

п 135 748 498 490 10,9 28,8

20 544 569 483 8.2

6 \д 135 . 515 446 400 17,7 277 290

п 20 135 494 524 546 44Б 465 419 7,1 12,7 —

Сплав 01969 II

10 п 20 _ 681 624 8,6 _

2 . п 20 — 687 643 7,0 -

1.2 п 20 - 681 646 7,2 -

Евухступенча rui; нагрев гильз с гранулами при продувка аргоном с последующа! вакуум сованием:

0 1ст = 420+I0°G,' 11 от s 1+2 аог0а

0 -2ст = t2 = С>5*34' 13.3 ^Рос 2<J * 66,ЗЬ

{Хомпахткроваизе гранул з брикетов размером 240x750x1100 мм

I

'зес гильза с гганулама М = I,G7-I,I :AQ

:.i0 - 630 'кг; в ксм = в 2сг i р = I7Q-iaQ

__t__

ловка брикетов в штампе

в = 4CO-42G°C IxIQ"2-* Н, c_I< IxIQ"1 ¿ад.*1'4 £ пауз >I0 с А*°* й 1434825

1рскзтка плит разм-зро'м C'J^JCxI2tC:c2COG мм прокатки 310 д =s ЗсО°С 2 преходи £ - ü.d-z/lx A.c. .'» 42Lv.67ä

!сиец п^ока-тки 34ü°vJ

о

-1---

__7_

;акал:-:з, правка, старение ластоз

%=475±5°С £п£ = 3-3*

TI

тарениц 120еу, 12-15 ч

72

rapemie I2C°C, 5-IÜ ч - КЗ°С, 3-S ч

г кс. С-Г!св:пи onotaoia и параметры-Oi.uXHC—LPO''l^Ulс Н Н О fi технологии :;рокз:зодсгза листов из сплава 0IS69

основные: выводы

1. На основе аналитической оценки условий схватывания и экспериментального исследования реологических характеристик полуфабрикатов из сплава 01369 установлена связь «езду теыле-рстусно-скоросгныык и энергоспловыми параметрами процесса ком-пактированяя в открытых ста-,шах в диапазоне температур 340--500°С в скоростей деформации 1'10"3 - 5-Ю"2 с"*, позволяющая определить габариты брикетов с учетом мощности оборудования.

2. В результате теоретического анализа £ экспериментальных исследований в опытно-промышленных условиях подучены даяние о закономерностях получения брикетов в открытых штампах. Установлено:

. шшимальные значения срочности характерны для областей: дридегаодвх к нкнней половине штампа;

- при получении брикетов о относительной плотностью

О = С,97-0»99 определяющее значение имеет оптимальная насыпная ыасса хсдьз с г&ащлши;

- наиболее существенное влияние на время прогрева гильз с гранулами оказывает исходная насыпная плотность гранул и отношение ширины гильзы к ее высоте.

3.Изучекы закономерности изменения пластичности и сопротивления деформации заготовок в зависимости от схемы напряженного состояния, величины и скорости, деформации. Полученные . зависимости представлены в веде номограш к математических фодаул.

4. На основе комплекса проведенный исследований предаю-

- 2А

sen саособ получения полуфабрикатов из гранул алшдниевшс сплазов (а.с. % 1434625). Ка основе предложенного способа разработана и внедрена в условиях опытно-промыЕШекного производства технология изготовления крупногабаритных заготовок из высокопрочных гранулированных сплазов (заводская технологическая инструкция 4Ш 53-89).

5. Создана математическая модель, опксывагац&ч изменение прочностных характеристик заготовок. На ее основе разработан способ получения проката из гранулируемых алжлниевых сплавов (а.с. й 4296675). ПредлонекныЛ способ позволил интенсифицировать процесс прокатки заготовок, при этом величина обгатая в первых проходах была увеличила в 1,5-2 раза.

6. Определено, что плотность заявлений интерметаллядов переходных металлов при двухступенчатом реккке нагрева' гранул

р .о

перед коглпакгироззнием визе (4-9-10 ь см ) по сравнешш с

12 -3

одноступенчатым режимом (1-3-10 см ).

7. Исследование с г рук т у р н о-Дс • г,о р*л ацд сс шх закономерностей :;оршрования фпзшсо-гиеханичоскпх сзойстз проката позволило выявить: о

- црокптка пел температуре згллз 0,5 температуры плавленая :::особстэ.уэг ^оркарозанпо равноосно;"! сильно сазориентарованной :гру:-:ту;ы, которой соответствует наиболее высокий уровень проч-иостных характеристик;

- прокатка при температуре я.Еке 0,5 те'-шерзтуры плавления iCL.vjpyuT структуру, состояцув з основном из фдгпленгоа плас-гпнчзтой разделенных вксокоугловылаг "искеними" граница-:л с ^нкротреыпна:.;;! разм-зрол: 1,1 дтгсл и сопровождается сущест-k-гли,: прочностных характеристик.

8. Комплексный анализ результатов исследования параметров получения и прокатки кованных заготовок позволил предлагать технологическую схему производства листов из сплава 01969. Реализация этой схемы в опытно-промышленных условиях е изучение свойств проката подвгердила правильность выбранных рекимов получения полуфабрикатов. Экономический эффект от внедрения результатов работы составил 70.7 тыс.рублей.

основное с0д2шаниз диссертации опубликовано в слещшлх работах

1. Усольцев C.B., Лауикина H.H. Сопротивление деформации и пластичность гранулируемых сплавов. Тез.докл.краевой научно-технической конференции "Технология производства порошков цветных металлов", Красноярск, 1985 г., с. 98-99.

2. Горбунов ЮЛ., Штерензон A.M., Ноадш А.И.,. Жаушкина H.H., Усольцев C.B. Пластичность и сопротивление деформации гранулируемых сплавов при обработке давлением. В кн.: Металлургия гранул, ВИС, 1986, вып. 3, с. 268^275.

3. Горбунов В. А., Штерензон A Ja., Нощик А.И., Русоз Й.Г., Усольцев C.B. Оценка возмокностн получения проката из плоских брикетов. В кн.: Металлургия гранул, В'1ЛС, 1986* вып. 3. с. 275-283.

4. Горбунов £}JUf Усольцев C.B.., Сидоренко В.Д. Влияние деформации, накопленной при прокатке кованных заготовок из гранулированных сплавов, на свойства и характер разрушения полуфабрикатов. Теа.докл. отраслевой научно-технической конференции "Порошковые сплавы для авиационной техники", Ш, 1989 г., с. 45-46.

Горбунов Ю.А., Русов И.Г., Корнилов В.Н., Усольцев C.B. .Аналитическая оценка условий схватывания гранул при деформации и анизотропия прочностных характеристик полуфабрикатов из них. Вопросы авиационной науки я техники. Сев. Авиационные мзтеркалц, 1988 г., вып. 4, с. 55-64. Горбунов D.A., Русов И.Г., Усольцев C.B., Кшпмерезкин ají., Федоров А.П. Исследование кинетики уплотнения и деформированного состояния при получении плоских брикетов в открытой птампе. Вопроси азиационной науки и техника. Сер. Технология легких сплавов, 1929 г., зып. 4, с. 31-38. Горбунов U.A., Клиыко АЛ., Усольцев С.Б., Срелкина Т.А., Васильева JT.A., Стайнова Т.В. Исследование структурных изменений в быстрюзакрасталлизованных алюминиевых сплавах системы алшиний-ципк-магний-медь. Тез.докл. П Республиканской научно-технической конференции "Применение электронной мяк-зоскогии в науке и технике", 2íhhck, IS87 г.» с. 81-82. Горбунов I'.A., Уссдъцез С.З., Белокопыгоп В.И. Законокеркос-ги изменения сопротивления деформации высокопрочных гранула-зуемых сплавов при их переработка в полуфабрикаты. В кн.: 1еталлургия гранул, &ÎJIC, 1289 г., вып. 5, с. 62-76. 'орбуноа S.A., Усольцев C.B. Основные закономерности форми-;ованля пластичности крупногабаритных заготовок из высокоточных гранулируемых сплавов при их обработке. В кн.: Ме-■алдургия гранул, З'ЛС, 198Э г., вып. 5, с. 48-54. Горбунов 'СЛ., Штерензон A.M., Русов И.Г., Усольцев C.B., Клнмхо А.П. Разработка технологии и ясслсдояанже пава метров производства крупногабаритных листов *а сшсава QIS69. 3 кн.: Металлургия гранул, ЕИЛС, 1983 г., вып. 4, 0,137-145.

11. A.c. СССР Jé I4S2573 "Способ получения проката из гранулируемых алюминиевых сплавов" Горбунов ЮЛ., лранишников C.I Русов И.Г., Усольцев C.B., Шгерензон А.Ы., Соколов A.C., ütoapHK Г.Т.

12. A.c. СССР К 1434625 "Способ получения полуфабрикатов из гранул алюминиевых сплавов" Горбунов Ю.А., Шгерензон A.M., Русов И.Г., Усольцев C.B., Белокопытов В.И., Куклнн С.И.

г. С TU, г/СО'#11., Ъ?, ¿пл. В печать *9е59Н.