Способ деформационно-термической обработки сплавов высокого демпфирования на основе системы железо-марганец-кремний Советский патент 1992 года по МПК C21D8/00 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к деформационно-термической обработке сплавов высокого демпфирования ча основе системы железо- марганец-кремний, используемых для изготовления ответственных деталей бурового оборудования, работающих в условиях высоких знакопеременных нагрузок.

Сплавы на основе системы Fe-Mn-Sl, известные как сплавы восстановления формы, являются перспективными конструкционными сплавами высокого демпфирования.

Известен способ обработки сплава памяти формы на основе системы Fe-Mn-Sl (Мп°20-40%, ,5-8%, ост. Fe), заключающийся в проведении горячей прокатки, охлаждении С Тпрокатк ДО Т 200°С С выдержкой-при этой температуре в течение 5 мин и последующем охлаждении до ком натной температуры,

Недостатком этого способа обработки являются низкие демпфирующие и механические свойства сплавов. Например, сплав состава Fe-26,0% Mn-5,5%Sl, обработанный этим способом, имеет следующие свойства: логарифмический декремент колебаний д 3 %, Оог 300 Н/мм . OB 800 Н/мм2, ду 40%.

Целью изобретения является обеспечение высокого логарифмического декремента колебаний и повышенных механических свойств.

Для достижения этой цели предложен способ деформационно-термической обработки сплавов высокого демпфирования на основе системы Fe-Mn-Si, в котором согласно изобретению сплав нагревают до температуры нормализации, затем проводят охлаждение со скоростью 90- 110°С/ч до 550-600°С и выдерживают при : гой температуре в течение 20 30 мин а ппастичеto

„«а

XJ XJ

скую деформацию осуществляют при комнатной температуре со степенью обжатия 8-12%.

Нагрев сплава до температуры нормализации (1000°С), выдержка при этой температуре в течение 10 мин необходимы для получения гомогенного твердого раствора,

Тонкая кристаллическая структура и на- пряженнодсостояние сплавов высокого демпфирования на основе системы Fe-Mn-Si во цногом определяются условиями их охлаждения от высоких температур и режимом отжига. Охлаждение сплава от температуры нормализации со скоростью 90-110°С/ч до температуры 550-600°С способствует формированию такого структурного состояния сплава, которое после холодной деформации обеспечивает наиболее высокий уровень демпфирования. Охлаждение сплава со скоростью меньше 90°С/ч приводит к образованию равновесной «-структуры, которая не обладает демпфирующими свойствами, Повышение скорости охлаждения свыше 110°С/ч приводит к неоднородному распределению дислокаций по объему зерна, что значительно ухудшает демпфирующие свойства. Аналогичным образом на изменение структуры и демпфирующих свойств влияют параметры отжига (температура и время выдержки): повышение температуры более 600°С и увеличение длительности выдержки свыше 30 мин способствуют образованию в сплаве «-структуры, а снижение температуры менее 550°С и выдержки менее 20 мин приводит к образованию ячеистой дислокационной структуры. В обоих случаях демпфирующие свойства сплава падают.

Пластическую деформацию проводят при комнатной температуре с обжатием 8- 12%. Деформация обжатием менее 8% не приводит к достаточному повышению прочностных свойств, а при деформации обжатием свыше 12% снижаются демпфирующие свойства сплава и падает его пластичность.

Пример осуществления способа, Сплав системы Fe-Mn-Si, содержащий мас.%: ,062%, ,0%, ,3%, Fe - остальное, обработали предлагаемым способом и

по , соответствующему способу-прототипу. Сначала эту сталь в виде горячекатаной ленты толщиной А 1 мм нагревали до температуры нормализации 1000°С и выдерживали при этой температуре в течение

10 мин. Режимы последующей обработки приведены в таблице.

Далее из ленты вырезали образцы для стандартных испытаний на растяжение и образцы, на которых определяли величину

логарифмического декремента колебаний при комнатной температуре. Демпфирующие свойства изучали, определяя амплитудную зависимость величины при комнатной температуре на установке ЦНИИЧермета,

собранной по схеме обратного изгибного маятника и автоматизированной на базе микроЭВМ СМ-1803. Результаты испытаний приведены в таблице.

Благодаря предложенному способу деформационно-термической обработки по сравнению со способом-прототипом, достигается следующее преимущество: в обрабо- танных сплавах на основе системы Fe-Mn-SI повышается ав на 20-30%,

оо,2 на 100% и логарифмический декремент

колебаний в 7-8 раз. Это позволит повысить

ресурс работы механизмов буровых машин.

Формула изобретения

Способ деформационно-термической

обработки сплавов высокого демпфирования на основе системы железо-марганец-кремний, включающий нагрев до температуры нормализации, охлаждение до температуры отжига, выдержку, пластическую деформацию, отличающийся тем, что. с целью повышения демпфирующих и механических свойств, охлаждение ведут со скоростью 90-110°С, выдержку проводят при 550-600°С в течение 20-30 мин, а пластическую деформацию осуществляют при комнатной температуре со степенью обжатия 8-12%.

Изобретение относится к черной металлургии, к способам обработки сплавов, используемых для изготовления ответственных деталей бурового оборудования, работающих в условиях высоких знакопеременных нагрузок. Целью изобретения является обеспечение высокого логарифмического декремента колебаний и повышенных механических свойств. Сплав нагревают до температуры нормализации, затем проводят охлаждение со скоростью 90-110°С/ч до 550-600°С и выдерживают при этой температуре в течение 20-30 мин, а пластическую деформацию осуществляют при комнатной температуре со степенью обжатия 8-12%. 1 табл.