Semenov E.I., i dr. (red.) Kovka i shtampovka. Spravochnik. Tom 1 (Mashinostroenie, 1985)(ru)(L)(T)(285s) (813576), страница 95
Текст из файла (страница 95)
ОДП вЂ” открытии дугааая плавка; ВДП вЂ” аакуумиедугеиаа переплав; ЭШП вЂ” злектроылакоаыа переплав; ОИП вЂ” еткрытаи иидукииоиааи плавка; ВИП вЂ” аакуумиаи иидукмиаииаи плавка. туры; высокое сопротивление деформированию; малая прочность (особенно при высоких температурах) межкрн. сталлитных связей границ кристаллов при наличии вредных примесей (серы, свинца, сурьмы, олова и др.), резко понижающих пластичность и повышающих хрупкость сталей; отсутствие фазовой перекристаллизации в процессе ковки и при термической обработке; низкая теплопроводпостьч обусловливающая применение особых условий нагрева, и др.
Ковку высоколегированных жаропрочных сталей и сплавов необходимо осуществлять в одиофазовам состоя. нии, так как при гомогенной структуре более равномерно происходит деформация отдельных кристаллов. Фактически же металл слитков такого типа сталей при температуре ковки в большинстве случаев имеет гетерогенную структуру, которая отличается значительной неравномерностью. Необходимая структура металла в этих сталях достигается условиями ковки. Термообработка (закалка с последующим старением) в большинстве случаев, применяемая для высоколегированных аустенитных сталей, в лучшем случае может обеспечить сохранение размеров зерен, полученных при ковке.
Термообработка таких сталей может привести и к росту зерен без каких-либо возможных изменений их величии другими методами теплового воздействии на металл, Качество металла поковок высоколегированных сталей зависит от его металлургической природы, подготовки слитка под ковку, режима нагрева под ковку и охлаждения, температурных интервалов ковки, схемы напряженного состояния, степени и скоро. Металл поковок из высоколегированных сталей должен быть плотным„ физически однородным с минимальным содержанием газов и неметаллических включений.
Дефекты металла в виде трещин и пористости снижают его свойства, являются сильными концентраторами напряжений и служат очагами разрушения изделия, Повышенное содержание газов в стали является причиной возникновения иеметаллическх включений. Кроме того, резко выраженная транскристаллическая макроструктура слитков с зоной столбчатых кристаллов вблизи наружной поверхности создает значительную анизотропню свойств. Поэтому правильному выбору основных параметров ковки слитков и режиму выплавки должно уделяться в равной степени одинаковое внимание.
Поглощение при выплавке кислорода, азота и водорода — одна из причин пониженной жаропрочности стали и плохой деформируемости. Кислород, взаимодействуя с расплавленным металлом, образует труднорастворимые тугоплавкие окислы хрома, алюминия и титана. Эти окислы при застываиин обволакивают кристаллы металла. дзот в высоколегированных жаропрочных сталях вреден тем, что, взаимодействуя с хромом, титаном и алюминием, образует тугоплаякне ннтриды или карбонитрцйы, часто в виде лнквационных скоплений, в сильной степени ухудшазощих пласти шасть ста.
лей при ковке, а следовательно, и нх деформируемость. У многих жаропрочных высоколегированных аустеннтных сталей разность в температурах линии ликвидуса и солидуса достигает 100 †200 'С. При кристаллизации сталей дендриты богаты тугоплавкими составляющими, Границы кристаллов обогащены легкоплавкими хрупкими составляющими, не входящими в состав твердого рас. 'твора. Из-за таких особенностей структуры слитка при ковке с появлением растягивающих напряжений в деформируемом объеме в первую очередь может наступить разрушение между кристаллами, а не пластическая дефо мацня самих кристаллов.
слитках, полученных аакуумноиндукционной плавкой, электрошлаковым переплавом, электронно-лучевым и плазменно-дуговым способами, 17 Пур Е. И. Семеиаеа можно ослабить н даже исключить дефеиты, получаемые прн плавке в открытых дуговых и индукционных электрических печах. По данным табл. !2 можно видеть, как влияют различные способы выплавки на свойства жаропрочньы сталей и сплавов. Из данных табл.
13 видно, как влияет электрошлаковый переплав на качество исходного металла, полученного открытой дуговой плавкой, Механические свойства и микро- структура металла, полученного дуговой плавкой, после электрошлакового переплава резко улучшаются, Макро- структура становится болеее плотной и однородной, поверхность слитка чистая и не требует дополнительной зачистки, отсутствуют подкорковая и осевая рыхлости. Мнкроструктура металла свободна от яеметаллических и строчечных оксндных включений. Электрошлаковый переплав, снижая содержание газов, способствует повы- СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ 507 14. Влияние церна на пластичность при различных температурах Числа скручиааиий да раарул~аиив при таипсратура испнтаиии, 'С Сада рж ли иа дери и, % Слдсржаииа галов и вредина примесей поо ~ пьо йоо Малаиичаскиа свойства 1тйй расчетиса ~ Саактичаскса щоо Сталь, сплав ~ ООО Микрсструктура 35,6 30,0 47,0 6,0 13,0 66,5 30,0 34,5 25,5 56,5 52,0 21,0 50,5 28,5 25,5 23,5 56,5 32,5 15,5 46,0 21,0 23,0 22,0 29,0 35,5 17,5 41,0 17,0 20,0 16,5 27,5 24,5 17,0 32,0 17,0 8,0 !4,0 13,5 12,5 9,5 !5,5 8,5 Без добавок О,!5 О,!5 0,25 0,25 0,35 0,35 0,009 0,02 0,06 0,009 0,07 0,003 ХН77ТЮР Более чистая по неиеталлическим включениям, Сниже.
ние балла по оксидам до 4 раз (0,5 — 1,5 вместо 3 — 6), точечный хараитер неметаллических включений (вместо строчечного); карбидная неодно. родность снижается 20Х!3 Более чистая по неметалли. чесиим включениям, балл по оксидам и сульфидам снижается в 3 раза 13Х 14НЗВ2ФР Значительно чище по строчечным оксидным включениям Механические свойства повышаются, снижается анизатропия механичесиих свойств 15Х! 8Н 12С4ТЮ Неметаллические включении в виде нитридов титана распределены более равномерно без строчечных скоплений. Содержание и-фазы снижается, распределение ее более рав- номерное Способы разливки, улучшающие поверхность слитка и подготовка слитка к ковке Температура н режим нагрева металла перед павкой 12Х!8Н9Т Более чистая по неметаллическим включениям. Содержание и-фазы снижается, распределение ее более равно- мерное Содержание серы снижается в 2,5 раза Содержание кислорода сни.
жается в 2 — 3 раза, водо. рода— в 2 раза 20Х15НЗМА Более чистая па неметаллическим включениям. Снижение балла по оксидам и сульфидам до 4 раз, Точечный ха. рактер неметаллических включений (вместо строчечного). Содержание и-фазы снижается, распределение ее более раЪномерное Несколько повышшотся 506 кОВкА ВысОкОлеГиРОВАнных стАлей и иветыых сплАВОВ 13. Влияние алектрошлакового переплава на качество' металла в питом состоянии шению пластичности металла при горячей обработие давлением. Для лучшего раскисления и модифицирования высоколегированных сталей аустенитного клзсса также применяют редкоземельные металлы (РЗМ), главным образом церий.
Такие металлы активно взаимодействуют с примесями металла, способствуют его очистке от неметаллических включений, растворению газов и устранению де. фектав кристаллизации, а в аустенит. ных хромоникелевых и хромоникельмолибденовых сталях — снижению количества и-фазы. В табл. !4 приведены данные, характеризующие зависимость числа скручивания до раз.
рушения образца из стали 06ХН28МДТ от процентного содержания церна в металле плавки Хорошее качество поковок зависит от состоянии поверхности слитка, которое получается путем применения рациональных методов н оптимальных режимов разливки стали, способствующих формированию плотной макро- структуры слитка, уменыпающих содержание в стали газов и неметаллических включений. При открытой разливке жидкого расплава в изложницы в атмосфере воздуха происходит контактирование и соединение части титана, содержащегося в жидком расплаве, с азотом и кислородом воздуха, приводящие к образованию нитридов и оиислов титана.
Зги соединения прн разливке и кристаллизации могут пе- 17» реместиться к поверхности изложницы, а затем концентрироваться в поверхностной зоне готового слитка, образуя подкорковую титановую пористость. Глубина залегания подкорковой порнстасти составляет !Π— 35 мм. Применение инертного газа при разливке, разливка металла под слоем жидкого шлика, разливка в вакууме уменьшают контактирование жидкого расплава с атмосферным воздухом, и глубина дефектного поверхностного слоя резко уменьшается. При ВДП зона поражения титановой пористостью практически отсутствует в сталях и сплавах.
Слитки из высоколегированных жаропрочных сталей, пораженные подкоркоаой порнстостью, подвергают обработке на токарных станках до полного удаления пористой поверхностной зоны. Очень важно выбрать оптимзльную температуру нагрева высоколегированных жаропрочных сталей, так как в таких сталях прн высоких температурах вблизи верхнего интервала ковки происходит интенсивный рост зерен вследствие активного развития собирательной рекристаллизации. Оптимальный температурный интервал ковки жаропрочных сталей устанавливается путем построения диаграмм пластичности (рис.
2), а температура конца ковки стали определяется по данным диаграмм пластичности и ре. кристаллизации сталей и сплавов. В табл. 15 приведены температуры, 508 КОВКА ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ И ЦВЕТНЫХ СПЛАВОВ Из данных табл. 15 видно, что температура конца деформации высоколегированных жаропрочных сталей тем выше, чем более легирован сплав, Это связано с повышением у таких сплавов температуры начала рекри. сталлизации. Результаты изменения механических свойств матсризла промышленных крупногабаритных поковок из сплава ХН77ТЮР в зависимости от структуры приведены в табл. 16, а в табл! 7— данные по механическим свойствзм поковок из сплава ХН77ТЮР в зависимости от размера зерна.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
