СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК Советский патент 1995 года по МПК B23K31/02 B23K101/06 

Изобретение относится к сварке, в частности к способам изготовления сварных кольцевых заготовок для деталей газотурбинных двигателей, и может найти применение при изготовлении изделий из высоколегированных нестареющих сплавов с использованием неравномерной холодной деформации и последующей термообработки.

Цель изобретения - повышение качества и предотвращение образования брака кольцевых заготовок в виде разрушений за счет предотвращения образования разнозернистой структуры в заготовках-шайбах.

Способ опробован при изготовлении кольцевых заготовок шифра СМ-35 ЛР из листов сплава ВЖ 98 толщиной 12 мм. Из листа нарезают полосы необходимых размеров 40х1332. Полосы в соответствии с технологическим процессом проходят закалку в воде с 1100± 20^оС (НВ ⊘_отп) = 4,05-4,10 мм), гибку в холодном состоянии (НВ ⊘_отп) = 4,05 мм - по нейтральному слою и 3,6 мм по крайним наружным и внутренним слоям) и стыковую контактную сварку. Сваренные заготовки-шайбы подвергаются умягчающей термообработке, но не закалке в воде с 1100^оС, что предусмотрено известным способом, а по режиму: закалка в воде с 970^оС (1 ч). Выборочное исследование заготовок-шайб после умягчающей термообработки показало, что в них структура равномерная и мелкозернистая по всему сечению полосы. Контрольной характеристикой заготовок-шайб после термообработки является твердость НВ ( ⊘_отп) = 4,0-4,05 мм (как по нейтральному, так и по периферийным слоям). Последующее ротационное деформирование обеспечивает получение качествен- ных заготовок без разрушений при полном соответствии требованиям ТУ.

Указанная термообработка позволяет снимать наклеп, полученный при гибке в холодном состоянии за счет полигонизации структуры при полном отсутствии рекристаллизации, но с близким эффектом воздействия на деформационные свойства металла (на пластичность и сопротивление деформации при ротационном деформировании). Особенно важное значение это имеет для зон полосы, расположенных по обе стороны от нейтрального слоя, которые в процессе холодной гибки подвергались критической деформации, в интервале 2-7% в этих зонах и в результате рекристаллизации формируется исключительно грубозернистая структура. Степень ε деформации при гибке в любом слое изгибаемой полосы определяется по формуле
= · 100% где R_i - радиус изогнутого слоя полосы в заданной точке по высоте, мм;
R_o - радиус нейтрального слоя полосы, мм.

Температура умягчающей термообработки принята исходя из необходимости более полного высвобождения накопленной при холодной деформации энергии (проявляющейся в виде наклепа) в минимально возможное время. При температуре, которая ниже температуры начала рекристаллизации более чем на 50^оС, процесс полигонизации существенно замедляется и требует более длительных выдержек. При температуре, которая ниже температуры начала рекристаллизации менее чем на 20^оС, возникает вероятность образования разнозернистой структуры из-за возможного в производственных условиях влияния трудноучитываемых факторов, например забросы (временные превышения) температуры, неточность определения температуры рекристаллизации из-за воздействия плавочных факторов и др.

Продолжительность умягчающей термообработки принята исходя из необходимости достижения полноты процесса полигонизации. Продолжительность, равная 2 ч, является необходимой и достаточной для температуры полигонизации, которая ниже температуры рекристаллизации на 50^оС, а продолжительность, равная 0,5 ч, является необходимой и достаточной для температуры полигонизации, которая ниже температуры рекристаллизации на 20^оС. Продолжительность термообработки менее 0,5 ч обусловливает неполное снятие нагартовки даже при наиболее высокой в пределах заданного интервала температуры полигонизации, а продолжительность термообработки более 2 ч становится избыточной (т.е. увеличение продолжительности не оказывает заметного положительного влияния на свойства металла).

Таким образом, предлагаемый способ изготовления кольцевых заготовок с измененным режимом термообработки заготовок-шайб позволяет полностью предотвратить разрушение заготовок при ротационном деформировании и повысить качество заготовок за счет формирования однородной структуры металла под последующую деформацию.

Изобретение относится к сварке, а в частности к способам изготовления сварных кольцевых заготовок для изготовления газотурбинных двигателей. Цель изобретения - повышение качества и предотвращение образования брака кольцевых заготовок в виде разрушений за счет предотвращения образования разнозернистой структуры в исходных заготовках-шайбах. Заготовки-шайбы после сварки подвергают умягчающей термообработке при температуре на 20 - 50°С ниже температуры начала рекристаллизации в течение 0,5 - 2,0 ч. В результате этого в зонах с критической степенью деформации в заготовках-шайбах грубая структура не образуется, а в конечном итоге предотвращается предрасположенность их к разрушению при ротационном деформировании.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК преимущественно из листов высоколегированных нестареющих сплавов аустенитного класса, включающий резку листов на полосы, умягчающую термообработку, холодную гибку на "ребро" полос в кольцо, стыковую контактную сварку, повторную умягчающую термообработку, правку-раскатку прямых участков, калибровку по диаметру и ротационное деформирование, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и предотвращения образования брака в виде разрушений заготовок за счет предотвращения образования равнозернистой структуры, умягчающую термообработку заготовок после сварки проводят при температуре на 20 - 50^oС ниже температуры начала рекристаллизации в течение 0,5 - 2,0 ч.