Таблица 10
Технические данные абразивно - отрезного станка модели 8552 .
Абразивный материал выбирают в зависимости от вида разрезаемого металла. Для разрезки сталей или жаропрочных сплавов рекомендуют круги из электрокорунда. Зернистость выбирают в зависимости от режима работы и требуемых шероховатости и точности поверхности реза. Для разрезания сталей применяют круги с менее крупным зерном, чем для цветных металлов. Твердость круга должна быть такой, чтобы при работе абразивные зерна выкрашивались по мере затупления, образовывались новые режущие грани и обнажались новые зерна. Преимущества абразивной разрезки: высокая геометрическая точность и малая шероховатость поверхности, среза (R а = 0,32 - 1,25 мкм), возможность разрезки высокопрочных металлов любой твердости, высокая производительность .
4.7. Нагрев заготовок под штамповку
Процессы ковки и штамповки, осуществляемые при высоких температурах, можно рассматривать как совместные процессы ОМД и термического воздействия на них. Тепловые воздействия на металл приводит к потере им упругих свойств, существенному уменьшению его сопротивления деформации и к резкому повышению пластичности. В процессе горячей ОМД происходит снятие появляющихся напряжений, в частности при возврате и рекристаллизации металла.
Оптимальный режим штамповки должен обеспечить необходимые условия для успешного проведения процесса, а также высокое качество поковок, при котором вредное влияние тепла ограничивается. Поэтому термический режим разрабатывается для каждого сплава с учетом исходной структуры металла, его объёма, соотношения размеров заготовки и назначения поковки. Одной из главных задач при разработке технологического процесса является определение соответствующего температурного интервала, т. е. температуры начала и конца обработки металла. Для правильного выбора температурного интервала необходимо учитывать следующие факторы:
- Металл должен обрабатываться давлением в температурном интервале максимальной пластичности. Для этой цели для большинства сплавов построены диаграммы пластичности, представляющие собой совокупность температурных зависимостей прочностных и пластических характеристик сплава.
Металл необходимо деформировать в состоянии, соответствующем области твердого раствора сплава без малейших признаков перенагрева или пережога и желательно заканчивать деформацию при таких температурах, чтобы не происходило вторичных фазовых превращений. Для этих целей используется анализ диаграммы состояния сплава .
Деформацию следует производить при таких температурах, когда в процессе ее происходит измельчение структуры, а не рост зерен. Эта информация устанавливается при анализе диаграммы рекристаллизации сплава.
Для сплава ЭИ868 температурный интервал под горячую объемную штамповку составляет от 1130 до 1150 0 С . Для сплава ЭИ868 рекомендуется применять нагрев в электрической печи. Электронагрев по расходу энергии на тонну заготовок менее экономичен, чем нагрев в пламенных печах. Однако его широко применяют, так как он повышает производительность труда, позволяет провести полную автоматизацию и обеспечить высокую стабильность процесса, улучшить условия труда и сократить потери металла на окалинообразование .
Потеря металла в виде окалины при нагреве в печах электросопротивления составляет 0,2 - 0,4 % массы нагреваемого металла, что почти в десять раз меньше, чем при нагреве в пламенных печах. Уменьшение окалины повышает качество поковок и увеличивает стойкость штампов кузнечно-прессового оборудования. Технологические преимущества электронагревательных устройств особенно эффективны в серийном поточном производстве.
В данном технологическом процессе предлагается использовать карусельную нагревательную печь электросопротивления, температура в печи 1140 ± 5 0 С, количество заготовок в печи - 50 штук. Время нагрева одной садки около 1,15 часа при разогреве печи или 0,3 часа в условиях работы с предварительно нагретой печью. Температуру в печи контролируют с помощью оптического пирометра М90 - Р1 с записью в специальном журнале. В табл. 12 приведены технические характеристики карусельной нагревательной печи.
Таблица 12
Технические характеристики печи электросопротивления .
4.8. Горячая объемная штамповка
4.8.1. Определение потребного усилия пресса и выбор технологического оборудования
В новом варианте технологического процесса штамповка производится на винтовом фрикционном прессе. Свободный ход фрикционного пресса позволяет деформировать металл в каждом ручье штампа за несколько ударов. Достигаемая при этом дробная деформация может быть в сумме даже больше деформации эквивалентного кривошипного горячештамповочного пресса. Возможность использования нижнего выталкивателя значительно расширяет номенклатуру штампуемых изделий и позволяет работать с небольшими штамповочными уклонами, а в разъёмных по вертикали матрицах - даже без уклонов для полостей, "попадающих в плоскость разъёма. Фрикционные прессы имеют относительно большую скорость деформирования по сравнению с другими прессами, однако течение металла при штамповке на этих прессах аналогично штамповке на других прессах. В последние годы фрикционные прессы значительно модернизировали, они стали более быстроходными, а в некоторых конструкциях выполнено хорошее направление ползуна, что позволяет производить штамповку в многоручьевых штампах. В данном случае штампуется сразу две детали. В таблице 13 приведена техническая характеристика фрикционного пресса.
Определим потребное усилие пресса.
В таблице 13 приведены технические параметры фрикционного пресса, рекомендуемого для горячей объемной штамповки.
Таблица 13
Технические характеристики винтового фрикционного пресса.
4.8.2 Технология изготовления штампа и материалы для изготовления штампов
Штампы для горячей объемной штамповки работают в очень тяжелых условиях. Они подвергаются многократному воздействию высоких напряжений и температур. Интенсивное течение горячего металла по поверхности штампа вызывает истирание ручья, а также дополнительный нагрев инструмента. На поверхности ручья образуются так называемые разгарные трещины. Поэтому штамповые стали должны отличатся высокими механическими свойствами, сочетая прочность с ударной вязкостью, износостойкостью, разгаростойкостью и сохранять эти свойства при повышенных температурах.
Материалы для штампов должны хорошо прокаливаться при термообработке и обрабатываться на металлорежущих станках. Желательно, чтобы штамповая сталь не содержала дефицитных элементов и была дешевой.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает общие требования на штамповки из коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов.
Стандарт не распространяется на штамповки дисков и лопаток.
По соглашению сторон по настоящему стандарту разрешается изготовление поковок, получаемых свободной ковкой.
Отражение специфических и дополнительных требований к штамповкам, поставляемым по настоящему стандарту, производится в специальных технических условиях, согласованных непосредственно между предприятием-поставщиком и предприятием-потребителем.
Рег. № ВИФС-4504 от 21/V-1975 г.
| Разработан ВИАМ | Утвержден МАП - 14/IV-1975 г. | Срок введения с 1/I-1976 г. |
| Срок действия до 01.01.99 г. |
Штамповки изготовляют из марок стали и сплавов, перечисленных в табл. и полученных в соответствии с заказом методом открытой выплавки, электрошлакового переплава, вакуумно-дугового переплава и другими методами.
При коренных изменениях технологии производства штамповок, о чем поставщик сообщает потребителю, или при изготовлении их новых видов, по требованию потребителя поставщик готовит опытную партию штамповок, по результатам исследований которой потребитель дает заключение, являющееся основанием для дальнейшего производства.
1. Классификация
3.2. Штамповки, в зависимости от марки стали, сплава поставляются в термически обработанном состоянии или без термообработки. Режимы термической обработки и твердость в состоянии поставки приведены в табл. .
3.3. Штамповки поставляются после травления или дробеструйной и других методов очистки.
Таблица 2
| Твердость по Бринеллю (диам. отп.) не менее, мм |
||
| 1Х13М 12Х13 (1Х13) | Нормализация, отпуск или отжиг | |
| 40Х10С2М (4Х10С2М, ЭИ107) | Отжиг при 1020 ± 20 ° С с выдержкой в течение 1 часа, охлаждение с печью до 750 ° С, выдержка 3 - 4 часа, охлаждение на воздухе | 4,3 - 3,7 |
| 45Х14Н14В2М (4Х14Н14В2М, ЭИ69) | Отжиг при 810 - 830 ° С, охлаждение на воздухе | 4,3 - 3,6 |
| 4Х14Н14СВ2М (ЭИ240) | 4,7 - 3,9 |
|
| Х16Н25М6АГ (ЭИ395) | Отжиг при 800 ± 10 ° С с выдержкой 5 часов, охлаждение на воздухе | |
| 40X15Н7Г7Ф2МС (4Х15Н7Г7Ф2МС, ЭИ388) | Отжиг | |
| 1Х15Н4АМ3-III (ЭИ310-III) | Отжиг или отпуск | |
| 07Х16Н6-III (Х16Н6-III, ЭП288-III) | Отжиг при 780 °С с охлаждением в печи или на воздухе до комнатной температуры и последующий нагрев до 680 ° С с охлаждением в печи или на воздухе; нормализация и отпуск | |
| 20X13(2X13), 30Х13(3Х13), 40Х13(4X13), 95X18 (9Х18, ЭИ229), 14Х17Н2(1Х17Н2, ЭИ268), 13Х14Н3В2ФР-III (1Х14Н3ВФР-III, ЭИ736-III), 13Х11Н2В2МФ-III (1Х12Н2ВМФ-III, ЭИ961-III, 20Х3МВФА (ЭИ415), 1Х12Н2МВФАБ-III (ЭП517-III) | По инструкции ВИАМ № 1029-75 |
|
Примечания : 1. С согласия потребителя разрешается поставка штамповок из стали, ЭИ69 б ез термической обработки.
2. Допускается поставка отдельных партий штамповок из стали ЭИ961-III с твердостью (диам. отп.) не менее 3,6 мм.
3.4. Механические свойства и длительная прочность, определяемые на образцах, вырезанных вдоль направления волокна, должны соответствовать требованиям табл. и .
3.4.1. При изготовлении штамповок из стали, сплавов, выплавляемых в вакуумно-индукционных печах и методами ВДП и ЭШП и поставляемых по техническим условиям, в которых показатели механических свойств выше, чем в табл. , механические свойства штамповок вдоль направления волокна должны соответствовать этим показателям.
3.5. При испытании образцов, вырезанных поперек направления волокна или по хорде, показатели механических свойств (удлинение, сужение, ударная вязкость) устанавливаются в СТУ на основании статистических данных результатов испытаний по указанной в них схеме вырезки образцов. При этом допускается их снижение по сравнению с нормами, установленными для образцов, вырезанных вдоль направления волокна, согласно данным, приведенным в табл. .
3.5.1. Для жаропрочных сталей марок ЭИ696, ЭИ696А, ЭИ835, ЭИ835-III снижение мехсвойств поперек направления волокна и по хорде не допускается.
3.6. На необрабатываемых поверхностях штамповок не должно быть трещин, неметаллических включений, волосовин, окалины и законов, видимых невооруженным глазом.
Допускается удаление указанных дефектов пологой зачисткой. Ширина зачистки должна быть не менее шестикратной глубины.
Глубина зачистки оговаривается в чертеже и, как правило, не должна выводить размеры штамповок за минимально допустимые размеры, указанные в чертеже.
Допускаются без зачистки отдельные местные дефекты в виде вмятин, мелкой рябизны и царапин, если их глубина, определяемая контрольной зачисткой, не выводит размеры штамповок за минимально допустимые размеры, указанные в чертеже.
Таблица 3
| Относительное снижение показателей, % (не более) |
||||
| Для образцов с поперечным направлением волокна | Для образцов с хордовым направлением волокна |
|||
| Для металла, выплавленного в открытых печах | Для металла, выплавленного в вакуумных индукционных печах или методом электрошлакового или вакуумно-дугового переплава |
|||
| Ударная вязкость | ||||
| Относительное удлинение | ||||
| Относительное сужение | ||||
Таблица 4
| Режим термической обработки | Длительная прочность |
|||
| Температура испытания, ° С | Постоянно приложенное напряжение, кгс/мм 2 | Время до разрушения в часах, не менее |
||
| 45Х14Н14В2М (4Х14H14В2М, ЭИ69) | Отжиг при 810 - 830 ° С охлаждение на воздухе | |||
| 10Х11Н20Т3Р (Х12Н20Т3Р, ЭИ696) | Нагрев до 1100 - 1170 ° С, выдержка 2 часа, охлаждение на воздухе или в масле. Старение при 700 - 750 ° С в течение 15 - 25 ч, охлаждение на воздухе | |||
| Х12Н20Т2Р (ЭИ696А) | ||||
| Х16Н25М6АГ (ЭИ395) | Закалка с 1160 - 1180 ° С в воду и старение при 700 ° С в течение 5 час. | |||
| 40Х15Н7Г7Ф2МС (4Х15Н7Г7Ф2МС, ЭИ388) | Закалка с 1170 - 1190 ° С в воду или на воздухе, выдержка 30 - 45 мин, старение при 800 ± 20 ° С в течение 8 - 10 часов | |||
| 12Х25Н16Г7АР (Х25Н16Г7АР, ЭИ835), 12Х25Н16Г7АР-III (Х25Н16Г7АР-III, ЭИ835-III) | Закалка с 1050 - 1150 ° С, выдержка 30 мин - 1 час, охлаждение в воде или на воздухе | |||
| 37Х12Н8Г8МФБ (4Х12Н8Г8МФБ, ЭИ481), 37Х12Н8Г8МФБ-III (4Х12Н8Г8МФБ-III, ЭИ481-III) | Закалка: нагрев до 1150 ± 10 ° С, выдержка 1 час 45 мин - 2 часа 30 мин, полное охлаждение в воде. Старение при 670 ° С в течение 16 часов, нагрев до 780 ± 10 ° С, выдержка 16 - 20 часов, охлаждение на воздухе | |||
Примечания : 1. Повторные и арбитражные испытания из стали ЭИ395 проводят по режиму 700 ° - 18 кгс/мм 2 - 100 часов.
2. Вариант испытания штамповок из стали ЭИ835, ЭИ835-III, ЭИ481, ЭИ481-III на длительную прочность оговаривается в заказе. При отсутствии такого указания режим выбирается поставщиком.
3. Повторные и арбитражные испытания штамповок из стали ЭИ481 и ЭИ481-III проводятся по режиму:
650 ° - 35 кгс/мм 2 - 100 часов.
4. Штамповки из стали ЭИ69 на длительную прочность контролируются по требованию потребителя.
3.7. На обрабатываемых поверхностях штамповок не должно быть трещин. При обнаружении они должны быть удалены пологой зачисткой.
Без удаления допускаются местные дефекты в виде шлаковых включений, волосовин, закатов и заковов, глубина залегания которых, определяемая контрольной зачисткой, а также глубина зачистки трещин не должны превышать половины припуска на механическую обработку, считая от номинала.
3.8. Контроль на наличие волосовин производится по ТУ 14-336-72 на готовых деталях, при этом контроль немагнитных сталей производится по усмотрению потребителя.
3.9. Макроструктура, выявляемая на изломах и протравленных темплетах, должна быть без пустот, усадочной рыхлости, свищей, трещин, расслоений, неметаллических включений, шиферного излома, видимых невооруженным глазом, и флокенов.
Оценку качества штамповок по макроструктуре и макростроению производят в соответствии с требованиями действующих стандартов и технических условий на поставку сортовой стали, сплава и по согласованным между поставщиком и потребителем фотоэталонам, полученным по результатам исследования первых партий.
3.10. По соглашению сторон штамповки подвергают УЗК.
3.11. В специальных технических условиях или чертеже на штамповки, кроме перечисленных в настоящем стандарте, указывают следующие требования:
Марку стали, сплава, шифр и группу штамповок;
Необходимость и способ очистки от окалины;
Количество контролируемых штамповок в предъявляемой партии;
Количество, место и схему вырезки контрольных образцов, показатели механических свойств, а также режим термообработки заготовок контрольных образцов и их сечение;
Места замера твердости;
Дополнительные требования (по допустимому обезуглероживанию на необрабатываемой поверхности, величине зерна и др. Нормы устанавливаются соглашением сторон).
4. Правила приемки и методы испытаний
4.1. Штамповки предъявляют к приемке партиями, состоящими из штамповок одной плавки и одного шифра.
4.1.1. По соглашению сторон допускается комплектование партии крупногабаритных штамповок из металла ВДП и ЭШП нескольких плавок единовременной поставки.
4.2. Контролю состояния поверхности подвергают все штамповки поштучно в состоянии поставки.
4.3. Штамповки подвергают выборочному контролю размеров на 5 %-ах от числа предъявляемых в партии, но не менее, чем на 2-х штамповках. По требованию потребителя крупногабаритные штамповки подвергают контролю размеров поштучно, что оговаривается в СТУ.
4.4. Контроль штамповок I и II группы по твердости в состоянии поставки осуществляется на 10 % от числа предъявляемых в партии, но не менее, чем на 3-х штамповках. Объем контроля штамповок III группы оговаривается в СТУ.
В случае обнаружения несоответствия показателей твердости данным, установленным в табл. , проводятся 100 %-ные испытания.
4.5. Испытание механических свойств и твердости штамповок I группы производят на образцах, вырезанных из контрольного припуска.
4.5.1. Допускается для штамповок I группы проведение выборочного контроля механических свойств и твердости у поставщика при условии проведения поштучного контроля у потребителя. В этом случае объем контроля у поставщика оговаривается в СТУ.
4.6. Контроль штамповок II группы производят на образцах, вырезанных из тела штамповок по согласованной схеме.
По соглашению сторон вместе с партией штамповок поставщик направляет потребителю вторые половины или оставшиеся части контрольных штамповок.
4.7. Сечение заготовок для термической обработки, как правило, должно соответствовать сечению готовой детали. Для стали ЭП310-III, ЭП268-III термическую обработку производят в готовых образах с припуском под шлифовку.
4.8. Испытание на растяжение производят по ГОСТ 1497 -73 на образцах диаметром 10 или 5 мм с пятикратной расчетной длиной.
4.9. Испытание на ударную вязкость производят по ГОСТ 9454 -60.
4.10. Твердость по Бринеллю определяют по ГОСТ 9012-59 .
4.11. Испытание нa длительную прочность производится по ГОСТ 10145 -62.
4.12. Контроль макроструктуры штамповок производят в объеме, оговоренном в ОТУ. По требованию потребителя штамповки I группы подвергают 100 %-ному контролю на излом.
Контроль излома производится на ударных образцах.
4.13. При неудовлетворительных результатах контроля макроструктуры штамповок допускается проведение повторных испытаний на удвоенном количестве темплетов, отобранных от штамповок, из числа не проходивших испытания. Результаты повторных испытаний являются окончательными, при этом штамповки, показавшие неудовлетворительные результаты при первичном контроле макроструктуры, бракуются. При обнаружении флокенов, хотя бы в одной штамповке, плавку бракуют без переиспытания и к повторной приемке не предъявляют.
4.14. В случае получения неудовлетворительных результатов при испытании механических свойств по какому-либо виду испытаний, допускается повторное испытание по данному виду на удвоенном количестве образцов. Результаты повторных испытаний являются окончательными.
4.15. Допускается перед повторным испытанием проводить испытание механических свойств образцов, подвергнутых отпуску при измененной температуре в пределах режима, указанного в табл. , или полной повторной термообработке. При этом испытание считается первичным с определением всех механических свойств и твердости.
4.16. Один раз в полугодие или на каждой 30-й партии штамповок, а также при изготовлении опытной партии или коренном изменении технологии производства штамповок поставщик производит комиссионный контроль штамповок I группы каждого шифра.
В дополнение к испытаниям, предусмотренными настоящим ОСТ, при комиссионном контроле производят:
Определение микроструктуры;
Определение механических свойств на образцах, вырезанных по дополнительной схеме.
Дополнительную схему вырезки контрольных образцов, объем и методику испытаний указывают в СТУ или чертеже. Результаты комиссионных испытаний направляются потребителю.
5. Маркировка и упаковка
5.1. Вид и место маркировки штамповки устанавливаются в чертеже или СТУ.
5.2. Вид упаковки оговаривается в СТУ.
5.3. Каждая партия штамповок сопровождается сертификатом, подписанным ОТК предприятия-изготовителя, в котором указываются:
Наименование предприятия-поставщика;
Марка стали, сплава, состояние поставки, номер партии - плавки, шифр штамповок;
Вес партии, количество штамповок;
Химический состав стали, сплава;
Результаты испытаний, предусмотренных настоящим стандартом, в том числе и повторных;
Номер настоящего стандарта.
5.4. Сертификат должен направляться потребителю с партией штамповок или выдаваться приемщику на руки.
Верно (Михайлюк)
Таблица 1
| Марка стали, сплава | Номера стандартов, в которых указан химический состав | Режим термической обработки заготовок для контрольных образцов | Механические свойства, не менее | Твердость по Бринеллю (диаметр отп. мм), Роквеллу HRC |
|||||
| Временное сопротивление разрыву, кгс/мм 2 | Предел текучести, кгс/мм 2 | Относительное | Ударная вязкость, кгс × м/см 2 |
||||||
| удлинение, % | сужение, % |
||||||||
| 12X13 (1X13) | ТУ 14-1-377-72 | Закалка с 1050 °С, охлаждение на воздухе или в масле, отпуск при 700 - 790 °С, охлаждение на воздухе или в масле | |||||||
| 20Х13 (2Х13) | ТУ 14-1-377-72 | Закалка с 1050 °С, охлаждение на воздухе или в масле, отпуск при 600 - 700 °С, охлаждение на воздухе или в масле | 3,90 - 3,30 |
||||||
| 30X13 (3X13) | TУ 14-1-377-72 | Закалка с 1000 - 1050 °С, охлаждение на воздухе или в масле, отпуск при 200 - 300 ° С, охлаждение на воздухе или в масле | HRC ≥ 48 |
||||||
| 1Х13М | ТУ 14-1-377-72 | Закалка с 1050 °С, охлаждение на воздухе или в масле, отпуск при 680 - 780 ° С, охлаждение в масле | |||||||
| 4Х13 (4Х13) | ТУ 14-1-377-72 | Закалка с 1050 - 1100 °С, охлаждение в масле, отпуск при 200 - 300 °С, охлаждение на воздухе или в масле | HRC ≥ 50 |
||||||
| 30Х13Н7С2 (3Х13Н7С2, ЭИ72) | ТУ 14-1-377-72 | Закалка с 1040 - 1060 °С в воду, отжиг в течение 6 часов при 860 - 880 °С с охлаждением до 700 °С в течение 2 часов и дальнейшее охлаждение вместе с печью, нормализация при 660 - 680 ° С в течение 30 мин. с охлаждением на воздухе, закалка с 790 - 810 ° С в масле | 3,30 - 3,05 |
||||||
| 95X18 (9X18, ЭИ229) | ТУ 14-1-377-72 | Закалка с 1010 - 1040 °C, охлаждение в масле, отпуск при 200 - 300 °С, охлаждение на воздухе или в масле | HRC ≥ 55 |
||||||
| 20Х13Н4Г9 (2Х13Н4Г9, ЭИ1 00) | ТУ 14-1-377-72 | Закалка с 1070 - 1130 °C, охлаждение на воздухе | |||||||
| 40Х10С2М (4Х10С2М, ЭИ107) | ТУ 14-1-377-72 | Закалка с 1010 - 1050 °С, охлаждение в масле или на воздухе, отпуск при 720 - 780 °С, охлаждение в масле | 3,70 - 3,30 |
||||||
| 14Х17Н2 (1Х17Н2, ЭИ268) | ТУ 14-1-377-72 | 1. Закалка с 975 - 1040 °С, охлаждение в масле, отпуск при 275 - 350 °С, охлаждение на воздухе | 3,40 - 3,10 |
||||||
| 2. Закалка с 1010 - 1030 °C, охлаждение в масле, отпуск при 670 - 690 °С, охлаждение на воздухе | 3,80 - 3,50 |
||||||||
| 20X23H18 (Х23Н18, ЭИ417) | ТУ 14-1-377-72 | Закалка с 1100 - 1150 ° С в воде или на воздухе | |||||||
| 10X23H18 (0X23H18) | ТУ 14-1-377-72 | Закалка с 1100 - 1150 ° в воде или на воздухе | |||||||
| 12Х17Г9АН4 (Х17Г9АН4, ЭИ878) | ТУ 14-1-377-72 | Закалка с 1050 - 1100 °С в воде | |||||||
| 12X18H9T (X18H9T) | ТУ 14-1-377-72 | ||||||||
| 12Х18Н10Т (Х18Н10Т) | ТУ 14-1-377-72 | Закалка о 1050 - 1100 ° С на воздухе, в масле или воде | |||||||
| 12Х18Н9 (Х18H9) | ТУ 14-1-377-72 | Закалка с 1050 - 1100 ° C на воздухе, в масле или воде | |||||||
| 17X18H9 (2Х18Н9) | ТУ 14-1-377-72 | Закалка с 1050 - 1100 °С на воздухе, в масле или воде | |||||||
| 45X14H14B2M (4Х14H14B2M, ЭИ69) | ЧМТУ 1-1040-70 | Отжиг при 810 - 830 °С, охлаждение на воздухе | 4,30 - 3,60 |
||||||
| 4X14H14CB2M (ЭИ240) | ЧМТУ 1-1040-70 | Без термической обработки | |||||||
| 10Х11Н20Т3Р (Х12Н20Т3Р, ЭИ696) | ЧМТУ 1-1040-70 | Нагрев до тем-ры 1100 - 1170 °С, выдержка 2 часа, охлаждение на воздухе или в масле. Старение при 700 - 750 °С в течение 15 - 25 час, охлаждение на воздухе | 3,80 - 3,50 |
||||||
| Х12Н20Т2Р (ЭИ696А) | 3,90 - 3,50 |
||||||||
| Х16Н25М6АГ (ЭИ395) | ЧМТУ 1-1040-70 | Закалка с 1160 - 1180 ° С в воду и старение при 700 °С в течение 5 часов | |||||||
| ХН78Т (ЭИ435) | ЧМТУ 1-1040-70 | Закалка с 980 - 1020 °С, выдержка 2 - 3 часа, охлаждение на воздухе | |||||||
| 40Х15H7Г7Ф2MC (4Х15Н7Г7Ф2МС, ЭИ388) | ТУ 14-1-714-73 | Закалка с 1170 - 1190 °C в воду или на воздухе, выдержка 30 - 45 мин, старение при 800 ± 20 °С в течение 8 - 10 часов | 3,80 - 3,30 |
||||||
| 12Х25Н16Г7АР (Х25Н16Г7АР, ЭИ835), 12Х25Н16Г7АР-III, ЭИ835-III) | ТУ 14-1-225-72 | Закалка с 1050 - 1150 °C, выдержка 30 мин. - 1 час, охлаждение в воде или на воздухе | 4,70 - 4,10 |
||||||
| 18 х) | |||||||||
| 37Х12Н88МФБ (4Х12Н8Г8МФБ, ЭИ481), 37Х12Н8Г8МФБ-III (4Х12Н8Г8МФБ-III, ЭИ481-III) | ТУ 14-1-226-72 | Закалка: нагрев до тем-ры 1150 ± 10 °С, выдержка 1 час. 45 мин. - 2 часа 30 мин., полное охлаждение в воде. Старение при 670 ° С в течение 16 час., нагрев до тем-ры 780 ± 10 °С, выдержка 16 - 20 часов, охлаждение на воздухе | 3,65 - 3,45 |
||||||
| 3,65 - 3,45 |
|||||||||
| 13Х14Н3В2ФР-III (1Х14Н3ВФР-III, ЭИ736-III) | ТУ 14-1-1089-74 | 1. Закалка с 1050 ± 10 °С в масле, отпуск при 640 - 680 °С. 2. Закалка с 1050 ± 10 °С в масле, отпуск при 540 - 580 °С | 3,60 - 3,30 |
||||||
| 10 хх) | |||||||||
| 3,35 - 3,10 |
|||||||||
| 13Х11Н2В2МФ-III (1Х12Н2ВМФ-III, ЭИ961-III) | ТУ 14-1-1089-74 | 1. Закалка с 1000 - 1020 °С в масле, отпуск при 660 - 710 °С. 2. Закалка с 1000 - 1020 °С в масле, отпуск при 540 - 590 °С | 3,70 - 3,40 |
||||||
| 10 хх) | |||||||||
| 3,45 - 3,10 |
|||||||||
| 10 хх) | |||||||||
| 1Х15Н4АМ3-III (ЭП310-III) | ТУ 14-1-940-74 | 1. Закалка с 1070 ± 10 °C, охлаждение на воздухе, в воде или масле. Обработка холодом при минус 70° - 2 часа или минус 50 ° - 4 часа. Отпуск при 450 °С в течение 1 часа | 10,0 | ||||||
| 2. Закалка с 1070 ± 10 ° C, охлаждение на воздухе, в воде или масле. Обработка холодом; при минус 70° - 2 часа или при минус 50 ° - 4 часа. Отпуск при 200 ± 100 в течение 2 час. | 10,0 | ||||||||
| 07Х16В6-III (Х16Н6-III, ЭП288-III) | ТУ 14-1-22-71 | Закалка в воде при 980 - 1000 ° С с последующей обработкой холодом при минус 70 °С, выдержка 2 часа или при минус 50 ° , выдержка 4 часа, отпуск при 350 - 380 °С, выдержка 1 час | |||||||
| 1Х12Н2МВФАБ-III (ЭП517-III) | ТУ 14-1-1161-75 | Нормализация 1130 ± 10 °C, отпуск 750 - 780 °С, закалка с 1120 ± 15 °C в масле, отпуск 670 - 720 ° С | 3,60 - 3,35 |
||||||
| 20Х3МВФА (ЭИ415) | ТУ 14-1-44-71 | Закалка с 1030 - 1060 ° С в масле, отпуск при 660 - 700 ° С в течение 1 часа, охлаждение на воздухе | 3,60 - 3,30 |
||||||
______________
х) испытания при 900 ° С.
хх) испытания проводятся на образцах, вырезанных поперек направления волокна.
Примечания : 1. Штамповки из стали ЭИ395 и сплава ЭИ435 сдают без определения механических свойств и твердости.
2. Для штамповок из стали ЭИ481 и ЭИ481-III допускается проведение дополнительного старения при температуре 790 - 810 °С. Время выдержки при этом выбирается достаточным для обеспечения заданной твердости, н о не менее 5 часов . Для штамповок из стали ЭИ481-III при получении пониженных прочностных характеристик и твердости допускается повторная термообработка по режиму: закалка 1150 ± 10 °С, старение 650 - 670 ° С - 16 часов , воздух, второе старение 770 ± 10 ° C - 16 час., воздух.
3. Для штамповок из стали ЭИ736-III и ЭИ961-III разрешается проведение предварительной нормализации при температуре 1000 - 1020 ° С перед закалкой.
4. Для штамповок из стали ЭП310-III при получении по первому варианту временного сопротивления меньше 145 кгс/ м 2 разрешается для переиспытаний снижать температуру закалки до 1050 ± 10 ° С. Результаты контроля по этому режиму считать первичными.
5. Вариант термической обработки штамповок из стали ЭИ268, ЭИ736-III, ЭИ961-III, ЭП310-III оговаривается в заказе. При отсутствии указания в заказе заводу-поставщику предоставляет право выбирать режим термической обработки по своему усмотрению.
6. Штамповки, поставляемые без термической обработки, а также изготавливаемые из сталей и сплавов, на которые не указаны значения твердости, контролю на твердость не подвергаются. В этом случае контроль осуществляется соблюдением режима горячей деформации.
Инструментальные стали, жаропрочные стали и сплавы обладают пониженной пластичностью и высоким сопротивлением деформированию. Допустимые степени деформации таких материалов лежат в пределах 40…90 %. При горячей объемной штамповке заготовок применяют водно-графитовые смазки, сульфитно-спиртовую барду, соляной раствор с добавками селитры и масляные смазки. В некоторых случаях используют стеклосмазки и стеклоэмали. Для тяжелых условий эксплуатации штампов рекомендуются смазки, например, суспензия жидкого стекла (15…20 %) и коллоидного графита (10…15 %) и 30 % эмульсии КРПД (10 % олеиновой кислоты, 4 % триэтаноламина, остальное минеральное масло И-20А).
Назначение припусков, допусков и напусков, а также проектирование технологического процесса получения на молотах заготовок из труднодеформируемых жаропрочных сталей и сплавов имеет ряд особенностей. Чтобы исключить возможность образования в заготовке разнозернистой структуры, штамповку производят при степени деформации, превышающей критическую (5…15 %). Температура штамповки при этом должна быть выше температуры рекристаллизации, а степень деформации за один нагрев – не менее 15…20 %. Для получения оптимальной структуры и предупреждения образования трещин в заготовках из труднодеформируемых жаропрочных сплавов целесообразно штамповать крупные поковки на гидравлических прессах с применением инструмента из жаропрочного материала, нагретого до 600…800 о С.
Штамповка цветных металлов и сплавов имеет ряд специфических особенностей.
Штамповку алюминиевых сплавов
проводят на молотах, гидравлических и винтовых прессах.
Реже используются кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП). Наиболее высокие механические свойства при штамповке алюминиевых сплавов и наименьшую анизотропию получают при общей деформации 65…75 %. Критические деформации лежат в пределах 12…15 %, поэтому штамповку сплавов следует проводить с обжимом заготовки за каждый ход машины на 15…20 % и более. При изготовлении сложных поковок штамповку осуществляют за несколько переходов. Для штамповки малопластичных сплавов используются закрытые штампы. Хрупкие алюминиевые сплавы типа системы алюминий-берилий и спеченные алюминиевые порошки штампуют с противодавлением или с применением пластичных оболочек.
Штамповку магниевых сплавов следует осуществлять при степени деформации более 15 % на каждом переходе. Для этого используют механические и гидравлические прессы, а также молоты. Большинство магниевых сплавов становятся более пластичными при уменьшении скорости деформации, общая степень деформации при штамповке может достигать 70…80 %.
Объемную штамповку меди и медных сплавов осуществляют при температурах нагрева 900…950 о С, при этом за каждый ход пресса степень деформации должна превышать 15 %.
Титановые сплавы при объемной горячей штамповке деформируются крайне неравномерно с образованием разнозеренной структуры. Деформация титанового сплава за каждый ход пресса должна превышать критическую, равную 15…20 %. Общая степень деформации не должна быть более 85…90 %. Штамповку рекомендуется осуществлять в открытых штампах на молотах, винтовых, кривошипных и гидравлических прессах. Для предотвращения газонасыщения поверхности заготовки и образования альфированного слоя при нагреве на титановую заготовку рекомендуется нанести защитно-смазочное покрытие из стекла, эмали или водно-графитовой смеси.
Производство штамповок дисков из жаропрочных никелевых и титановых сплавов. Для решения важнейшей задачи обеспечения производства малоразмерных газотурбинных двигателей экономичными, высококачественными заготовками дисков из высокожаропрочных никелевых и высокопрочных титановых сплавов с эффективными технико-экономическими показателями разработан комплекс принципиально новых технологий, реализованных на вновь созданном специализированном уникальном оборудовании для выплавки и обработки давлением, не имеющих аналогов в отечественной и зарубежной промышленности.
Разработанный технологический процесс предполагает использование в качестве исходной заготовки для изотермической штамповки в режиме сверхпластичности как серийного пресс-прутка, так и впервые в мировой практике непосредственно мерного слитка, полученного методом высокоградиентной направленной кристаллизации (ВГНК).
Для реализации данного процесса в институте разработана специальная технология производства жаропрочных сплавов, включающая глубокое обезуглероживание и рафинирование расплава, применение шихтовых материалов повышенной чистоты по примесям, комплексное рафинирование редкоземельными металлами, использование всех видов отходов металлургического и литейного производств жаропрочных сплавов.
Разработанная технология обеспечивает ультравысокую чистоту жаропрочного сплава по примесям, достижение узких интервалов легирования, экономию дорогих и дефицитных материалов.
Создана не имеющая аналогов в мировой практике высокоградиентная технология направленной кристаллизации, для реализации которой впервые в отечественной и зарубежной практике спроектированы и изготовлены на производственной базе ВИАМ специализированные вакуумные плавильно-заливочные комплексы с компьютерными системами управления для высокоградиентной направленной кристаллизации заготовок из гетерофазных сплавов под деформацию УВНК-14, УВНК-10. В ВИАМ создана единая система компьютерного управления технологическими процессами литья заготовок.
Во ФГУП «ВИАМ» разработаны принципиально новые способы термомеханической обработки труднодеформируемых гетерофазных сплавов, обеспечивающие формирование регламентированных структур с повышенной технологической пластичностью и проявлением сверхпластичности при оптимальных температурно-скоростных параметрах деформации.
В результате разработана уникальная технология обработки давлением, обеспечивающая изготовление заготовок дисков сложной геометрии с гарантированным уровнем свойств из сложнодеформируемых никелевых сплавов – изотермическая штамповка на воздухе.
В качестве основного механизма для достижения пластичности металла и однородности его структуры используется процесс контролируемой динамической рекристаллизации.
Отличительной особенностью новой комплексной энерго-и ресурсосберегающей технологии, по сравнению с зарубежными, является то, что высокотемпературная изотермическая штамповка производится на воздухе, а не в конструкционносложных вакуумных установках с молибденовыми штампами.
В отличие от применяемой за рубежом штамповки в вакуумной атмосфере, впервые в отечественной практике разработаны и применены высокоресурсный жаропрочный сплав для штампов и специальные защитные антиокислительные покрытия, являющиеся одновременно высокотемпературной смазкой при деформации.
Разработаны специальные защитные технологические высокотемпературные эмалевые покрытия для защиты деталей из жаропрочных Ni и Ti сплавов. Разработанные в ВИАМ защитные технологические покрытия позволяют производить безокислительный технологический нагрев сталей в обычных печах вместо печей с контроллируемой атмосферой. Применение защитных покрытий в технологических процессах позволяет получать точные штамповки, экономить металл до 30%, электроэнергию – до 50%. Покрытия повышают стойкость штамповой оснастки в 2–3 раза.
Для практической реализации разработанных технологий в ВИАМ создано опытно-промышленное производство по изготовлению штамповок дисков газотурбинных двигателей (ГТД) и энергетических установок. Проведена модернизация технологического оборудования, позволяющая осуществлять в автоматическом режиме процессы нагрева и формоизменения заготовки по разработанной компьютерной программе с точным исполнением оптимальных термомеханических параметров деформации. Изготовление штамповок осуществляется на изотермических прессах усилием 630 и 1600 тс с индукционным нагревом штампов.
Для изотермической штамповки при температурах до 1200°С на воздухе разработана композиция высокоресурсного жаропрочного штампового сплава, а также защитно-технологические покрытия, являющиеся одновременно эффективными технологическими смазками при штамповке. Разработанные технологии и комплекс созданного оборудования для их осуществления не имеют аналогов в отечественной и зарубежной промышленности, а технология высокотемпературной изотермической штамповки на воздухе превосходит мировой уровень.
Технология обеспечивает:
- получение экономичных высокоточных штамповок из высокожаропрочных труднодеформируемых сплавов за счет реализации эффекта сверхпластической деформации при оптимальных термомеханических параметрах;
- увеличение коэффициента использования материала КИМ в 2–3 раза за счет уменьшения технологических припусков в процессе штамповки и механической обработки;
- снижение трудоемкости и энергоемкости производства в 3–5 раз за счет сокращения операций при штамповке и механической обработке деталей;
- повышение производительности процесса в 4–5 раз;
- повышение однородности макро- и микроструктуры и снижение дисперсии механических свойств в 1,5–2 раза;
- снижение стоимости штамповок на 30–50%.
