CC BY
42
УДК 539.374; 621.983
И.А. Бурлаков (Москва, ФГУП ММПП «Салют»)
ПОЛУЧЕНИЕ ЗАГОТОВОК ИЗ СПЛАВА ЭП742
С МЕЛКОЗЕРНИСТОЙ СТРУКТУРОЙ
ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ РАСКАТКИ
Обоснована необходимость наличия мелкокристаллическоо структуры в заготовках для последующей язотеумяческооуаскаткя из жаропрочных никелевых сплавов. Приведены уеззлътаты теумомеханической обработки заготовок, обессечиваю-щей получение требуемой мелкозеунистоо структуры.
Локальные методы формообраования в изотермических условиях позволяют не только расширить технические возможности, но и увеличить коммерческую выгод от произведенной таким обраом продукции. Так, по сравнению с объемной штамповкой усилие деформации в этом случае снижается до 1000 раз. Становится доступным получение не только тонкостенных деталей типа дисков, оболочек, но и массивных изделий с комбинированными сложными доя штамповки формами.
Для раскатки в условия сверхпластичности необходимы заготовки с мелкокристаллической структууой. Наличие мелкокристаллической структууы в жаропрочных сплавах позволяет:
• существенно повысить пластические и снизить силу формообразования при обработке металлов давлением,
• обеспечить деталям однооодность структуры и требуемых механических свойств.
• существенно улучшить качество ультразвукового контроля.
В качестве исходных заготовок дол последующей изотермической раскатки могут быть использованы заготовки в виде плоских шайб и профилированные, как с крупнозернистой струку^^ так и со специально подготовленной мелкозернистой структурой. При изотермической раскатке заготовок из никелевых сплавов типа ЭП742 подготовка мелкозернистой структуры является обязательной вследствие существенного снижения усилия формообраования и износа раскатных роликов.
С целью получения исходных данных дол уточнения параметров опытного технологического процесса оадки заготовок 0 210...400 мм из сплава ЭП742 был выполнен комплекс работ, который позволил оценить величины удельных си. Кроме того, были получены исходные данные для расчета полной силы осадки заготовок, допустимые степени деформации по переходам осадки и число переходов. Одновременно были определены пааа-метры теемомеханической обработки на фoчмдoвaние мелкозернистой структуры.
В качестве исходного материала для проведения работ использовали фрагмент серийного штампованного диска из сплава ЭП742.
Образцы, вырезанные из фрагмента серийного штампованного диска, имели крупнозернистую микросттуктуру со средним рамееом зерен 80
- 120 мкм.
В состоонии поставки (горячвпрессованный пруток 0 210 мм) сплав ЭП742 имеет крупнозернистую микроструктуру с рам ером зееен около 100
- 150 мкм. Поэтому для обеспечения cтрyктyлнoгo состояния, идентичного горячепрессованному прутку, обрацы и заготовки, вырезанные из сееийно-го штампованного диска, отожгли при тeмпeрaтурах 1158±3 °С, 1 час; 1122±4 °С- 2,5 часа.
Микроструктура сплава ЭП742 посте отжига представлена на
рис. 1.
Рис. 1. Микроструктура сплава ЭП742 после отжига по режиму: 1158±3 °С1 час; 1122±4 °С, 2,5 часа; охлаждение с печью до 900 °С;
охлаждение на воздухе (х500)
Формирование мелкозернистой структуры в обрацах высотой 18 мм проводили тремя осадками со степенью деформации около 40 % на каждом этапе в сочетании с последующими последеформационными отжигами.
Осадка I: нагрев до температуры 1070 °С, 20 мин., осадка є - 40 %; последеформационный отжиг при температуре 1050 °С, 2,5 часа, при которой реализуется динамическа рекристаллизация, оххаждение с печью до темпееатуры 900 °С, даее - на воздухе.
Осадка II: нагрев до температуры 1050 °С, 20 ми., осадка є - 40 %, последеформационный отжиг при температтре 1030 °С, 2,5 часа, охлаждение с печью до температуры 900 °С, даее - на воздухе.
Осадка III: нагрев до температуры 1030 °С, 20 ми., осадка є - 40 %, последеформационный отжиг при температтре 1030 °С, 2,5 часа, охлаждение с печью до температуры 900 °С, даее - на воздухе.
Микроструктура обрацов после осадок I - III и последеформаци-онных отжигов представлена нарис. 2.
Температууа нагрева штампа «плоские бойки» на всех этапах осадки составляла 540 - 560 °С.
а б в
Рис. 2. Микр структура образцов после 1 -й (а), 2- й (б) и 3-й (в) осадки
с поледующими отжигами (х500)
Опробованный режим термомеханической обработки образцов обеспечивает практически 100 %-ную рекристаллизацию и формирование МЗ структуры с размером зерен менее 10 мкм (см. рис. 2).
Для оценки удельных сил деформирования была проведена осадка заготовок 0 30x60 мм. Перед осадкой заготовки покрывали стеклоэмалью ЭВТ-10, теплоизолировали стекло- и асбестотканью и упаковывали в контейнеры из стаи 12Х18НІ0Т. После термомеханической обработки по режиму- гетерогенизация 1153±4 °С, 1 час, охлаждение с печью до 1120 °С, 2,5 часа; охлаждение с печью до 1070 °С, осадка со степенью деформации 40 %; отжиг 1050 °С, 2,5 часа, осадка со степенью деформации 40 %; отжиг 1030 °С, 2,5 часа, осадка со степенью деформации 20 %, отжиг при температуре 1030 °С, осадка со степенью деформации 20 %, отжиг при температуре 1030 °С в заготовке формируется мелкокристалическа структура с размером зерна менее 10 мкм (рис. 3).
Рис. 3. Микроструктура заготовки (исходный уазмеу 030x60) после четыуехступенчатой осадки и отжигов (х500)
Удельные силы при осадке на четвертом переходе составили около 180...220 МПа. Полая сила пресса в конце четвертой осадки не превышала 1200 кН.
Полученные режимы были использованы для получения мелкозернистой структуры в заготовках с целью их последующей раскатки в изотерм ических условиях.
Получено 17.01.08.
