Способ волочения труб из сплавов с гексагональной плотноупакованной решеткой Советский патент 1992 года по МПК B21C1/24 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, конкретно к способу производства труб из сплавов с гексагональной плотноупакованной решеткой (ГПУ-решеткой), в частности сплавов циркония и титана волочением на подвижной оправке.

Известен способ волочения труб на длинной подвижной оправке- включающий волочение одновременно через две волоки - рабочую и дополнительную, расположенную непосредственно за рабочей воло- кой, и извлечение оправки,

Известен способ волочения труб на подвижной оправке последовательно через несколько волок без промежуточных отжигов.

Известен способ волочения труб на длинной оправке, включающий основную и дополнтельную (осуществляемую в две стадии) деформаци , причем на первой стадии дополнительной деформации прозводят об- жате по периметру в четырех точках, удаленных одна от другой под равными углами, а на второй стадии - обжатие в других четырех точках, которые расположены под углом 45° к точкам первого обжатия.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ волочения труб, включающий деформацию трубной заготовки на длинной оправке в волоке и последующую дополнительную деформацию в открытых ручьевых роликах, смещенных вдоль оси, каждый из которых

V4 СО СО

Ј 00

имеет угловую протяженность поверхности контакта ручья с трубой, определяемую зависимостью

К-2л:

(--

где уэ-угол контакта ручья ролика с трубой;

К - коэффициент перекрытия;

п - количество ручьевых роликов.

Недостатком известного способа является низкая прочность труб из сплавов цир- кония и титана с исходной ориентацией гидридов FH 0,6 - 1,0.

Цель изобретения - повышение прочности труб путем формирования в готовых изделиях ориентации гидридов с показателем FH 0,45.из трубной заготовки с FH 0,6.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу волочения труб из сплавов с ГПУ-решеткой, включающему деформацию трубной заготовки на длинной оправке и дополнительную деформацию в открытых ручьях роликов, смещенных вдоль оси трубы, трубную заготовку осаживают на оправку в волоке по диаметру с относительной деформацией, не превышающей крити- ческую степень деформации Јкр, затем осуществляют дополнительную деформацию при угловой протяженности контактов ручьев ролика с трубой, не превышающей 180°, и с относительной деформацией на стенке не менее 2 ЈКр и на более 30%, затем основную деформацию с общей относительной деформацией не менее 50% и последующий рекристаллизацонный отжиг.

Для сплава Zr+1Nb трубную заготовку осаживают в волоке по диаметру с относительной деформацией, не превышающей 5%, затем осуществляют дополнительную деформацию с относительной деформацией по стенке с нижним пределом 10%.

Для сплава Вт 1-0 (технический титан) трубную заготовку осаживают на оправку в волоке по диаметру с относительной деформацией, не превышающей 7%, затем осуществляют дополнительную деформацию с относительной деформацией по стенке с нижним пределом 14%.

При осадке трубной заготовки на оправку в волоке по диаметру выбирается зазор между заготовкой и оправкой и устраняется возможность деформации изгиба при последующей дополнительной деформации. Величина относительной деформации при этом не должна превышать ЈКр (для сплава циркония - 5%, для сплава титана - 7%), что определено экспериментально.

При дополнительной деформации в открытых ручьях роликов происходит последовательная деформация всего периметра

стенки трубной заготовки на оправке. Угловая протяженность контакта каждого ручья с трубой, не превышающая 180°, обеспечивает значительный подпор со стороны необжимаемой части периметра трубы и дает показатель напряженного состояния, близкий к всестороннему сжатию с максимальным радиальным напряжением. При этом в сплавах с ГПУ-решеткой реализуются механизмы пластической деформации -двойни- кования и сбросообразования по плоскостям, перпендикулярным направлению максимального сжимающего напряжения, т.е. образуется тангенциальная ориентация плоскостей с повышенной плотностью дислокаций.

Оптимальная относительная деформация на стенке составляет не менее 2 ЈКр (для сплава циркония - не менее 10%, для сплава титана - не менее 14%) и не более 30%.

Нижний предел интервала деформаций определен тем, что у поликристаллических тел пластическая деформация проходит во всех зернах при Ј 2Јкр верхний предел определен экспериментально.

При последующем волочении осуществляется основная деформация, величина которой не должна быть менее 50%, что определено экспериментально. Такая деформация обеспечивает получение высокой плотност дислокаций на плоскостях с тан- генцальной орентировкой, образовавшихся на предыдущей дополнительной деформации, которые при последующем рекристал- лизационном отжиге превращаются в границы зерен.

Дополнтельная деформация может осуществляться как в открытых ручьевых роликах, так и в цилиндрических роликах.

Устройства для реализации способа могут иметь различное конструктивное исполнение. Способ может быть реализован на длиннооправочном волочильном стане, при этом осадка заготовки на оправку может осуществляться в монолитной волоке или в роликовой волоке, дополнительная деформация - в многосекцонной роликовой волоке, а окончательная деформация - в монолитной волоке. Способ может быть реализован также на станах непрерывной прокатки.

П р и м е р- 1. Способ опробован при волочении труб из циркониевого сплава Zr+1Nb напрессе усилием 5 тс на

оправке07,72.

Трубные заготовки 010,8 х 1,4 мм с исходным показателем FH 0,8 готовят к волочению по одинаковой технологии, после деформации отжигают по одному режиму,

гидрируют и определяют показатель ориентации гидридов FH.

Результаты экспериментальных исследований приведены в таблице.

П р и м е р 2. Трубу из титанового сплава Вт 1-0 с исходным показателем FH 0,8 размером 011,2 х 1,4 мм после нанесения подсмазочного покрытия и фосфатмыльной смазки волочат через волоку$10,5 на оправручьях роликов, смещенных вдоль оси трубы, отличающийся, тем, что, с целью повышения прочности труб путем формирования в трубах ориентации гидридов с показателем FH 0,45 из трубной заготовк с FH 0,6, трубную заготовку осаживают на оправку в волоке по диаметру с относительной деформацией, не превышающей критическую степень деформации ЕКр, затем осущеке07,72 на размеряю,5 х 1,39 мм (м 7,2%), 10 ствляют дополнительную деформацию при

затем дополнительно деформируют на раз- мер$ЯО,1х1,19мм(Ј2 16,1%). Затем осуществляют основную деформацию на размер 9,32 х 0,80 мм (ез 35,7%). При этом общая деформация составляет е 50,3%, После кристаллизации отжига показатель FH 0,4.

Эффективность предлагаемого способа волочения труб из сплавов с ГПУ-решеткой заключается в возможности достижения требуемых физико-механических характеристик при использовании высокопроизводительного процесса длиннооправочного волочения, который в 10 - 12 раз производительней процесса холодной прокатки на станах ХПТР, и, кроме того, в повышении прочности в окружном направлении. Формула, изобретения 1. Способ волочения труб из сплавов с гексагональной плотноупакованной решеткой, включающий деформацию трубной заготовки на длинной оправке и дополнительную деформацию в открытых

угловой протяженности контакта ручьев ролика с трубой, не превышающей 180°, и с относительной деформацией на стенке не менее 2ЕКр и не более 30%,.затем основную 15 деформацию с общей относительной деформацией не менее 50% и последующий ре- кристаллизационный отжиг.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что для сплава Zr+1 Mb трубную заготов20 ку осаживают на оправку в волоке по диаметру с относительной деформацией, не превышающей 5%, затем осуществляют дополнительную деформацию с относительной деформацией по стенке с нижним

25 пределом 10%.

3.Способ по п.1,отличающийся тем. что для сплава титана ВТ1-0 (технический титан) трубную заготовку осаживают на оправку в волоке по диаметру с относи30 тельной деформацией, не превышающей 7%, затем осуществляют дополнительную деформацию с относительной деформацией по стенке с нижним пределом 14%.

ручьях роликов, смещенных вдоль оси трубы, отличающийся, тем, что, с целью повышения прочности труб путем формирования в трубах ориентации гидридов с показателем FH 0,45 из трубной заготовк с FH 0,6, трубную заготовку осаживают на оправку в волоке по диаметру с относительной деформацией, не превышающей критическую степень деформации ЕКр, затем осуществляют дополнительную деформацию при

ствляют дополнительную деформацию при

угловой протяженности контакта ручьев ролика с трубой, не превышающей 180°, и с относительной деформацией на стенке не менее 2ЕКр и не более 30%,.затем основную деформацию с общей относительной деформацией не менее 50% и последующий ре- кристаллизационный отжиг.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что для сплава Zr+1 Mb трубную заготовку осаживают на оправку в волоке по диаметру с относительной деформацией, не превышающей 5%, затем осуществляют дополнительную деформацию с относительной деформацией по стенке с нижним

пределом 10%.

3.Способ по п.1,отличающийся тем. что для сплава титана ВТ1-0 (технический титан) трубную заготовку осаживают на оправку в волоке по диаметру с относительной деформацией, не превышающей 7%, затем осуществляют дополнительную деформацию с относительной деформацией по стенке с нижним пределом 14%.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству труб из сплавов с гексагональной (ГПУ) решеткой на подвижной оправке. Цель изобретения - повышение прочности труб путем формированя в трубах ориентации гидридов с показателем FH 0,45 из трубной заготовки с FH 0,6. Трубную заготовку осаживают по диаметру на оправку в волоке с относительной деформацией, не превышающей критическую степень деформации Екр, затем осуществляют дополнительную деформацию в роликовой волоке при угловой протяженности контакта ручьев ролика с трубой не более 180° и относительной деформацией не менее 2 Екр и не более 30%, затем основную деформацию с общей относительной деформацией не менее 50%. Затем проводят рекристаллизационный отжиг. 2 з.п. ф-лы 1 табл. сл с

Экспериментальные исследования по влиянию величины относительной деформации на формирование ориентации гидридов FH в трубах из сплава циркония 2г+ 1Mb (заготовка $10,8x1,4; оправка ,72)