Способ изготовления прутков из дисперсионно-твердеющих никелевых сплавов Советский патент 1991 года по МПК C22F1/10 C21D1/78 

Изобретение относится к обработке металлов методами горячей прокатки и волоче- ния с промежуточной термической обработкой, в частности к производству прутков из дисперсионно-твердеющего никелевого сплава К-монель с повышенной чистотой отделки поверхности и минимальной остаточной кривизной.

Цель изобретения - повышение стабильности механических свойств и увеличение производительности процесса путем упрощения технологии.

Пример. Способ включает получение горячекатаных прутков диаметром 20-25 мм при температуре прокатки 1150-950°С, закалку с температуры конца прокатки, подготовку к волочению путем нанесения подсмазочного слоя СаО + NaCI с разовым обжатием не менее 17% на готовый размер 17-22 мм, правку-полировку, производимую

на двухвалковой коксовалковой правильной машине типа WRPH 80/110 при комнатной температуре за 1-2 прохода.

При обкатке в валках правильной машины с шероховатостью рабочей поверхности валков Ra 0,3 мкм происходит не только правка и полировка наружной поверхности прутков, но и некоторое уменьшение диаметра в межвалковых зазорах, что обеспечивает получение прутков с жесткими допусками по диаметру.

Операцию старения проводят на установке ТВЧ, конкретные режимы которой приведены в таблице.

Операцию волочения проводят с обжатием е 20%.

В таблице также приведены результаты определения механических свойств изготовленных прутков по статистически обработанным данным 55 плавок.

О х| х| О 00 00

Сплав К-монель относится к аустенит- ному классу, т.е. а обычном состоянии он немагнитен. Предпосылкой для обеспечения нагрева этого сплава в условиях ТВЧ является необходимость нагартовки с обжатием в холодном состоянии не менее 17%,

В результате экспериментов было установлено, что при частотах изменения напряженности магнитного поля менее 2500 Гц прутки в предлагаемом интервале температур нельзя нагреть вообще. Верхнее гранич- ное значение частоты изменения напряженности магнитного поля (10000 Гц) установлено в связи с проявлением поверхностного эффекта, когда прутки получают локальный нагрев поверхностных слоев, а без прогрева металла по всему сечению прутков металл не получает условий к старению, т.е. нельзя получить заданный уровень механических свойств.

При нагреве прутков из сплава К-мо- Нель на установках ТВЧ при температурах, выходящих за верхнее и нижнее граничные значения интервала 650 700°С, с запредельными временными значениями металл перестаривается, что приводит к снижению прочностных свойств.

Сочетание получаемых прочностных и пластических свойств определяется наличием в структуре изделий у1 -фазы (NiaTIAI), содержание которой должно находиться Б

диапазоне 10-15%. При у1 менее 10% сплав К-монель не упрочняется, при содержании оолйе 15% происходит падение пластичности, достигающее своего максимума

при количестве у -фазы 30%.

При нагреве изделий при нижних граничных значениях температуры и времени

старения (650°С, 150 с) у -фаза не успева- эт выпасть it изделия имеют неудовлетворительную прочность, поскольку содержание f- фазз-менее 10%.

При нагреве изделий при верхних граничных значениях предлагаемых продолжм- тельности и величины температуры происходит перестаривание, заключающееся в растворении у1 -фаза в основной фазе, ведущее к снижению прочности.

При нагреве с частотой изменения напряженности магнитного поля менее 2500 Гц сплав К-монель, будучи немагнитным ма0

5

0

5

0

5

0

5

0

териалом, не нагревается, возможность на- грова при низких частотах начинает проявляться после деформации со степенью обжатия не менее 30%. од из ко посла такой деформации нельзя получить требуемый уровень пластичности.

При нагреве с частотой изменения напряженности магнитного поля более 10000 Гц начинает проявляться поверхностны эффект, приводящий к перестариванию по верхностных слоев в связи с перегревом более 700°С, в частности температура нагрева поверхностных слоев 850°С призоц /т

к растворению у1 -фазы в основной фазе.

Как следует из представленных в таблице данных, распределение доли прутков с меньшим уровнем механических свойств ст общего количества пруткоь d партиях следующее: О пределу прочности 7В до 120 кгс/мм по предлагаемому способу 5,4- 8,2%, тогда как по известному способу 31,4%; по пределу текучести ош 89-ВО кгс/мм2 согласно предлагаемому способу 6,4-8,1%, а по известному 30,8%; по относительному сужению с уровнем 20-50% 13,4-14.9% по предлагаемому и 64,2% по известному способам.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет существенно увеличить производи- тельносчь за счет сокращения зрелей1/- старения и исключения празки-полмрозки после старения.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение стабильности механически/ сесйс з ч увеличение производительности rspou&cci. за счет упрощения технологии.

Формула изобретения

Способ изготовления пругков из дне- парсионно-твзрдоющих никелевых сплавов, преимущественно - ,-тнель, включающий горячую деформацию з интервале 1150-950°С, закалку с темперагуры конца горячей деформации, подготовку поверхности к волочению, волочение с обжатием не менее 17%, правку-полировку и старение, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности механических свойста и увеличения производительности процесса за счет упрощения технологии старения вед л путем индукционного нагрева с частотой 2,5-10 кГц при 650-700°С в течение 150-400 с.

650400

670300

700150

380-620 -6

2500 7000

10000

120-140 120-140

120-КО

120-130

91,9 94,2 93,6

6S.2

50-60 50-60 50-61

30-50

84,9 B5,t

84,5

35Я8

Изобретение относится к способам изготовления прутков из дисперсионно-твер- деющихникелевыхсплавов преимущественно из сплава К-монель. Цель изобретения - повышение стабильности механических свойств и увеличение производительности процесса за счет упрощения технологии. Способ включает горячую деформацию в интервале 1150-950°С, закалку с температуры конца горячей деформации, подготовку поверхности к волочению, волочение с обжатием не менее 17%, правку- полировку и старение путем индукционного нагрева с частотой 2,5-10 кГц при 650- 700°С в течение 150-400 с. Использование, предлагаемого способа позволяет существенно повысить долю прутков с повышенными механическими свойствами: ав 120-140 кгс/см2;ст8 90-102 кгс/мм; 60%. 1 табл.