Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор 9
1.1. Температурный эффект деформации и его влияние на качественные характеристики металлов 9
1.2. Методы расчета температурных полей при обработке металлов давлением 20
1.3. Локализация пластической деформации металлов . 26
2. Материалы и методика исследования 29
2.1. Теоретические исследования 29
2.2. Экспериментальные исследования 36
2.2.1. Материалы для исследования 36
2.2.2. Оборудование, измерительная аппаратура и приборы 37
2.2.3. Описание работы экспериментальной установки 39
2.2.4. Определение деформаций 41
2.2.5. Определение температурного эффекта 42
2.2.6. Влияние температурного эффекта на структуру и свойства стали Р6М5 44
2.2.7. Влияние температурного эффекта на структуру и свойства сплава ХН38ВТ 48
2.2.8. Планирование эксперимента при исследовании сплава ХН38ВТ 49
2.2.9. Экспериментально-промышленное исследование . 55
3. Экспериментальные исследования 57
3.1. Распределение деформаций при протяжке и осадке . 57
3.2. Распределение температур при протяжке и осадке . 59
3.3. Температурный эффект деформации в стали Р6М5 и сплаве ХН38ВТ 74
4. Численный метод расчета температурного эффекта при горячей пластической деформации высоколегированных сталей 81
4.1. Постановка задачи 81
4.2. Исходные данные для расчета температурного эффекта в заготовке при протяжке сплава ХН38ВТ 103
5. Влияние температурного эффекта на качественные характеристики исследуемых сталей 123
5.1. Влияние температурного эффекта на структуру и свойства стали Р6М5 123
5.1.1. Карбидная неоднородность 123
5.1.2. Размер зерна и разно зернистость 123
5.1.3. Образование разрывов 128
5.2. Влияние температурного эффекта на структуру и свойства сплава ХН38ВТ 135
5.2.1. Размер зерна и разнозернистос:ть, 135
5.2.2. Длительная прочность 138
5.2.3. Предел прочности 144
6. Термомеханического процесса деформирования исследуемых сталей 146
6.1. Оптимизация термомеханического процесса деформирования сплава ХН38ВТ 146
6.2. Определение оптимальных температур и степеней деформации 157
6.3. Проверка моделей на адекватность 158
6.4. Параметры разработанных оптимальных термомеханических процессов деформирования сплава ХН38ВТ и стали Р6М5 . 161
7. Практическое применение результатов теоретических и экспериментальных исследований 166
Практическое применение и промышленное внедрение разработанных оптимальных термомеханических процессов деформирования 168
Общие выводы 168
Литература 170
Приложение 183
- Методы расчета температурных полей при обработке металлов давлением
- Влияние температурного эффекта на структуру и свойства стали Р6М5
- Исходные данные для расчета температурного эффекта в заготовке при протяжке сплава ХН38ВТ
- Параметры разработанных оптимальных термомеханических процессов деформирования сплава ХН38ВТ и стали Р6М5
Введение к работе
В решениях ХХУІ съезда КПСС и задачах по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1980-1985 годы и на период до 1990 года намечено: - создавать и внедрять принципиально новые орудия труда, материалы и технологические процессы, совершенствовать традиционные методы и средства производства; - решительно улучшать качество всех видов выпускаемой продукции.
Большое внимание уделяется быстрейшему внедрению новых прогрессивных технологических процессов, позволяющих получать изделия с заданными свойствами, способствующих уменьшению отходов материалов и повышению их качества.
В решении этих задач многое зависит от производства высоколегированных сталей и сплавов,, и их термомеханической обработки.
В настоящее время вследствие несовершенства процессов термомеханической обработки еще значительны потери металлов от дефектов, образующихся в процессе его пластической деформации, Одной из причин этих дефектов является неучтенный температурный эффект деформации,
Термомеханический процесс деформации заготовок из трудно-деформируемых высоколегированных сталей и сплавов связан со значительным температурным эффектом, который повышает исходную температуру металла и, как показывают исследования, может привести к перегреву его, образованию разнозернистости, разрыхлению осевой зоны поковки, оплавлению структурных составляющих и даже к его разрушению. Причем, максимальное проявление температурного эффекта, а следовательно и наибольший местный подъем температуры, отмечается в областях локализации пластической деформации, что создает неодинаковые условия формирования структуры, способствует росту анизотропии механических свойств между различными зонами поковки, приводит к образованию разрывов по "ковочному кресту", которые в кузнечном производстве достигают 39$ от всех дефектов.
Однако исследований по температурному эффекту в высоколегированных сталях и сплавах очень мало, а вследствие больших трудностей по экспериментальному его определению до сих пор отсутствуют зависимости температурного эффекта от условий деформации, отсутствует также и практически приемлемый аналитический метод расчета, учитывающий локализацию пластической деформации.
Очень мало и работ по исследованию влияния температурного эффекта на качество высоколегированных сплавов и совсем отсутствуют такие исследования по быстрорежущим сталям.
Отсутствие таких исследований затрудняет создание оптимальных термомеханических процессов деформирования, направленных на снижение брака, экономию металла и повышение качества поковок.
Цель и задачи исследований. Основной целью работы является снижение расхода высоколегированных сталей и повышение качества поковок из быстрорежущей стали Р6Г-Л5 и жаропрочного сплава ХЕ38ВТ за счет улучшения структуры и механических свойств, путем оптимизации термомеханического процесса деформирования.
Для этого в диссертации решались следующие задачи:
1) исследовалось влияние условий деформации на температурный эффект и разрабатывалась методика численного расчета температурного эффекта при горячей пластической деформации высоколегированных сталей с учетом локализации деформации;
2) исследовалось влияние температурного эффекта на качественных характеристики этих сталей и разрабатывалась методика их прогнозирования;
3) разрабатывался оптимальный термомеханический процесс деформирования исследуемых сталей и сплава.
Научная новизна. Установлены зависимости величины температурного эффекта от температуры и степени деформации для стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ. Предложена методика численного расчета температурного эффекта по всему деформируемому объему с учетом локализации деформации. Установлено влияние температурного эффекта на структуру и свойства быстрорежущей стали Р6М5 и жаропрочного сплава XEI38BT. Установлены зависимости структуры и механических свойств исследуемых сталей от условий термомеханического процесса деформации. С помощью ЭШ осуществлен анализ влияния основных технологических параметров процесса деформирования на повышение механических свойств поковок. Построены номограммы, позволяющие с достаточно высокой степенью достоверности прогнозировать качество поковок.
Практическая ценность и реализация работы в промышленности. Получены фактические данные о величинах температурного эффекта деформации для стали Р6М5 и сплава ХЇЇ38ВТ, позволяющие корректировать условия термомеханического процесса деформации.
Разработанный численный метод расчета температурного эффекта при горячей пластической деформации, по сравнению с экспериментальным менее трудоемок и позволяет получить значение температурного эффекта по всему деформируемому объему.
Установленные зависимости структуры и физико-механических свойств от условий термомеханического процесса позволяют управлять качеством поковок.
Проведенные научные исследования позволили разработать и внедрить в производство оптимальный термомеханический процесс ковки стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ с учетом температурного эффекта, что обеспечило снижение потерь от брака, расходных коэффициентов и повышение качества поковок.
Разработанная методика оптимизации технологического процесса ковки заготовок применена при разработке оптимального техпроцесса ковки быстрорежущей стали Р6М5 и жаропрочного сплава ХН38ВТ на Запорожском электрометаллургическом заводе "Диеп-роспецсталь" имени А.Н. Кузьмина, что позволило повысить качество поковок и получить только по двум маркам, стали годовой экономический эффект в сумме 52 тысячи рублей.
Автор защищает:
- зависимость величины температурного эффекта для стали Р6М5 и сплава Ж38ВТ от температуры и степени деформации;
- численный метод расчета температурного эффекта при горячей пластической деформации;
- зависимость структуры и механических свойств от условий термомеханического процесса деформирования;
- методику прогнозирования качества поковок из высоколегированных сталей и сплавов;
- оптимальный термомеханический процесс ковки стали Р6М5 ,и сплава ХН38ВТ с учетом температурного эффекта, обеспечивающий снижение расходных коэффициентов и повышение качества поковок.
Работа выполнялась в лабораториях кафедры "Машины и технология обработки металлов давлением" Запорожского машиностроительного института игл . В.Я; Чубаря.
Методы расчета температурных полей при обработке металлов давлением
Под температурным полем подразумевается совокупность мгновенных значений температуры во всех точках рассматриваемого объема. При решении задач по регулированию температуры возникает вопрос, какое температурное поле является оптимальным?
Вопрос является сложным, поскольку приходится сталкиваться со многими физическими явлениями, связанными с процессами теплопередачи. Рассматриваемыми вопросами в теории обработки металлов давлением исследователи начали заниматься только в пятидесятые годы. Существующие методы расчета температурных полей, в основном, осуществляют с помощью аналитических формул, которые выводят из дифференциального уравнения теплопроводности с соответствующими краевыми условиями. Наибольшее число работ, посвященных исследованию температурных полей относится к прокатке. Наиболее полно методика расчета температурных полей при прокатке листов изложена в работах (59, 60, 105, 94, 6) и др. При прокатке на мелкосортных, проволочных и тонколистовых станах принимают, что температура по сечению раската распределена равномерно, что дает возможность при расчетах температуры использовать зависимости, выведенные для "тонких" тел (42, 92, 44). Такой подход к решению задачи позволяет рассчитать только среднюю температуру раската. Упрощенный метод решения температурных задач при горячей прокатке приведен Ю.В.Акуличем и др. (5). Решение осуществлялось с применением метода наименьших квадратов. Они моделируют прокатку рессорной полосы. И.Г.Астахов, Б.АЛоляков, М.И.Псел (7) также на упрощенных зависимостях построили температурную модель прокатки полосы. Среднеквадратичная ошибка температурной модели - 8С.
Такой же упрощенный расчет температурного поля при прокатке произведен В.Лангером (119). В расчете пренебрегаются изменением температуры по высоте.
И.Н.Ананьев и др. (66, 67, 68, 90) предложили вариационный метод расчета температурных полей в процессах обработки металлов давлением. Задачу определения температурного поля рассматривают как задачу нестационарной теплопроводности системы двух тел, находящихся в контакте. На различных частях границы могут быть заданы температура, тепловой поток и теплообмен по закону Ньютона. Для численного решения задачи использован метод конечных элементов (40).
В.И.Архангельским, О.М.Козловым, А.В.Петровым (4) предложена и описана одномерная математическая модель температурного поля системы раскат-окалина-валок. Машинный алгоритм реализации модели для общего случая основан на дифференциально-разностной аппроксимации исходных уравнений, для некоторых частных случаев на аналитических представлениях решений. Модель предназначена для использования при разработке и исследовании рабочих моделей температуры и условия прокатки в АСУТП.
И.Н.Потапов и др. (48), используя теоретические расчеты (94), вывели уравнение для определения средней температуры деформационного разогрева в процессе винтовой прокатки. Аналитическое исследование температурного поля металла, прокатываемого на обжимных станах, сводится к решению задачи теплового баланса для полуограниченного тела.
При прокатке толстых листов, когда время прокатки превышает инерционное время раската, нельзя считать тело полуограниченным. Такое решение осуществили Харата Кадзуя и др. (122).
Эдзаки Кесабуро и др. (116) разработали методику расчета распределения температуры по сечению сортовых профилей в процессе прокатки. Расчет основан на разбивке поперечного сечения исходной заготовки на ряд смежных зон треугольной формы. В пределах каждой зоны температура металла сохраняется постоянной. Путем многократного повторения расчетов по мере прохождения проката через валки стана рассчитывают распределение температур по зонам перед чистовым проходом. По разнице температур прогнозируется изгиб изделия.
В работе (118) для анализа процессов плоской пластической деформации с учетом неоднородности свойств металла вследствие наличия температурного поля предлагается использовать метод (Х-К) характеристик, т.е. построения линий, которые обладают всеми свойствами линий скольжения (Л.С.) или траекторий наибольших касательных напряжений. Метод весьма трудоемкий.
Метод конечных элементов использовали Г.Я,Гун, И.Н.Киреев, А.А.СЄЛЯНИНОВ (69) при расчете температурного поля при горячей прокатке профилей. Сравнение расчета с экспериментом, выполненного фотометричним методом, показало максимальное отклонение Ю-15С.
М.Редр, МЛІржигода, З.Томан (123, 71) провели теоретическое исследование температурного поля раската. При расчете предполагается равномерное разложение деформации, а, следовательно, и одинаковое приращение температуры по всему сечению. Приведенная характеристика приращения температуры при пластической деформации дает лишь качественные результаты, которые требуют уточнения. Для решения уравнения применяется метод элементарных балансов.
Теоретический анализ температурных изменений при прессовании меди в предположении плоской деформации и адиабатического характера процесса провел И.ФіБишон (112). И.Буффет расчетным! путем определил повышение температуры при прессовании стали (расчет производили, используя данные эксперимента по работе деформации и деформируемому объему).
Значительное количество работ проведено Г.Я.Гуном, П.П.По-лухиным и др. (77, 76, 21, 20, 78) по разработке методики и расчета температурных полей при плоском прессовании с использованием метода конформных отображений. При решении задач предполагалось, что начальное распределение температуры по заготовке было однородным, на границе с контейнером выполнялось граничное условие третьего рода.
Влияние температурного эффекта на структуру и свойства стали Р6М5
Промышленные эксперименты имеют следующие цели: отработать оптимальный термомеханический процесс ковки слитков стали Р6М5 и сплава ХВ38ВТ с учетом температурного эффекта на молотах с МПЯ 5 т, с дистанционным управлением в условиях массового производства и обеспечить высокое качество поковок.
Отработку оптимального термомеханического процесса ковки осуществляли на 12 плавках стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ. Контролировали температуру деформации, степень деформации и интенсивность ковки (число ударов молота в мин. от 70 до 105). Качество металла контролировалось по сдаточному контролю. 1. Разработана методика теоретического исследования температурного эффекта при горячей пластической деформации высоколегированных марок сталей и сплавов в условиях ковки. Осуществлен выбор расчетной схемы, системы дифференциальных уравнений и допущений. Сформулирован перечень исследуемых параметров. 2. Установлен перечень экспериментальных работ, выбрана методика исследований полей деформаций (метод штифтов) и температурного эффекта (метод термопар), выбраны материал и условия проведения экспериментов. Спроектирована экспериментальная установка с измерительными устройствами. 3. Влияние температурного эффекта на качественные характеристики стали Р6М5 и сплава XHS8BT исследуется общепринятыми методами . 4. Применение методики планирования эксперимента позволяет установить математическую зависимость физ-ико-механических свойств исследуемых материалов от температуры и степени деформации, что позволяет решить задачу установления оптимальных режимов деформации при минимальном числе опытов. На основании проведенных исследований по выше приведенной методике были проверены те допущения и те параметры при горячей пластической деформации высоколегированных сталей и сплавов, которые необходимы для уточнения методики численного расчета температурного эффекта. Деформация заготовки сопровождается ее неравномерностью. В наших исследованиях неравномерность распределения деформации исследовалась методом штифтов, предложенный В.И. Залесским и А.В. Пузанчиковым. Величина местной деформации определялась по изменению диаметра штифта, помещенного в заготовку до деформации или по размерам осей эллипса штифта в сечении обжатой заготовки по формулам: где: и - деформации по X и Ч , Я)у,0)ч - наибольшая и наименьшая оси эллипса, о - диаметр штифта до деформации. Третью деформацию определяем из условия несживаемости + + г 0 Сдвиговая деформация У ч и определя лась по "fcjol и 3 f Угла нак-иона сечения элемента штифта от носительно осей. Рис. 31...33. Третью деформацию Jfs определя ем из условия н "t" Ifa + &? = О По полученным значениям деформаций вычисляли интенсивность деформации "Ёо: по формуле (2.29).Результаты замеров элементов штифта и расчет интенсивности деформации «-" и деформаций сдвига при ccjp = 22% представлены в таблицах 3,1,..3.4, По результатам расчетов были построены графики зависимости с и Уса от степени деформации по оси заготовки О В и диагонали (рис. 3,4...3.6). Как видно из этих графиков, интенсивность деформации в центре заготовки,в диагональной плоскости и по оси ОЪ одинакова и увеличивается с увеличением степени деформации от 12 до 32%, но по мере приближения к поверхности заготовки интенсивность деформации по оси 0 убывает очень резко и на поверхности приближается к нулю, в то время как интенсивность деформации по диагонали на поверхности заготовки достигает значительной величины, что подтверждается и данными работы (89), полученных другой методикой. Деформирование по диагональным плоскостям происходит преимущественно за счет деформации сдвига, которая составляет от 75 до 95% от суммарной интенсивности деформации и является основной причиной резкого повышения температуры и разрывов метал п if ла по ковочному кресту. На рис. 3.7 и 3.8 приведены графики распределения интенсивности деформаций по осям: О У (к боковой поверхности заготовки) и ОХ (вдоль заготовки) при степени деформации ё. =2%. Как видно,из этих графиков, интенсивность деформации вдоль оси ОУ остается постоянной и лишь возле поверхности заготовки несколько снижает свои значения, что можно объяснить поточностью эксперимента, так как невозможно обеспечить неразрывное соединение штифта с боковой поверхностью заготовки и при деформации происходит отслаивание металла заготовки от края штифта. Интенсивность деформации вдоль оси ОХ от центра заготовки переходной зоне снижает свои значения до нуля. Таким образом при протяжке прямоугольного бруса максимальные значения деформаций в деформируемом объеме можно рассматривать в виде двух четырехгранных призм, а при осадке цилиндрических заготовок в виде двух конусов, при осадке кубических заготовок в виде двух четырехгранных пирамид, имеющих угол наклона образующих к основаниям близкому к 45 На рис. 3.9 представлены осциллограммы записи температурного эффекта деформации в вертикальной и диагональной плоскостях заготовок при их осадке для вариантов рис. 2.4"б" и рис. 2.5"а" и "б".
Исходные данные для расчета температурного эффекта в заготовке при протяжке сплава ХН38ВТ
Высокое качество поковок из высоколегированных сталей и сплавов зависит от тщательно разработанного термомеханического процесса ковки. До настоящего времени при разработке такого процесса вследствие отсутствия данных о количественной зависимости температурного эффекта от условий деформации и трудностей его определения экспериментальным путем, эта величина в техпроцессе не учитывается. Ковка этих сталей и сплавов на молотах с различной энергией удара и различной интенсивностью (разным числом ударов) не позволяет создать единого техпроцесса, а требует индивидуального подхода. На молотах с возможным числом ударов до 70 в мин. ковка ведется в условиях интенсивного остывания заготовки и заканчивается при низких температурах металла, что требует дополнительного его подогрева. Ковка на молотах с возможным числом ударов от 105 и выше сопровождается значительным деформационным разогревом, что вынуждает останавливать ковку для подстукивания заготовки или вести ее с малыми степенями деформации, чтобы избежать разрушения заготовки от деформационного перегрева. Кроме того, это приводит к возникновению таких дефектов, как разнозернистости, разрыхлению осевой зоны поковки, поверхностным и внутренним трещинам. Особенно большой процент брака (до 40$ от всего брака) - это разрывы по ковочному кресту. РСак показали проведенные исследования, в основе большинства этих дефектов находится неучтенный температурный эффект деформации.
Исследованиями установлена зависимость температурного эффекта деформации для стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ от условий деформации, что позволяет корректировать условия термомеханического процесса.
Разработанный численный метод расчета температурного эффекта при горячей пластической деформации сталей и сплавов по сравнению с экспериментальным значительно сокращает и облегчает его определение, кроме того позволяет определять температурный эффект по всему деформируемому объему и пригоден для любых марок сталей и сплавов. Примеры расчета температурного эффекта для различных условий деформирования приведены в разделе 4 и "Приложении".
Полученные математические зависимости структуры и механических свойств от условий термомеханического процесса позволяют управлять качеством поковок путем варьирования условиями деформирования. Созданные номограммы этих зависимостей позволили разработать оптимальный термомеханический процесс ковки стали Р6М5 и сплава ХН38НГ с учетом температурного эффекта. По оптимальной технологии температура начала ковки для стали Р6М5 снижена с Н70С до П40С, степень деформации установлена = 12...15 , температура конца ковки повышена с 800С до 900-950С при коэффициенте относительной подачи К = 0,65... 0,7. Для сплава ХН38ВТ температура начала ковки снижена с П80С до 1Х50...П45С при степени деформации ё. = 14...20$, температура конца ковки повышена с 850С до 950С при степени деформации . - 7,5...12,5%. Установленная технология позволила получить плотную равноосную структуру и стабильные механические свойства получаемых поковок. На основании результатов исследований в кузнечном цехе завода "Днепроспецсталь" была внедрена оптимальная технология ковки поковок из быстрорежущей стали Р6М5 и жаропрочного сплава ХН38ВТ. Новая технология ковки внедрена на молотах с М.П.Ч. 3...5 т. Оптимизация термомеханического процесса ковки, путем учета температурного эффекта обеспечила получение поковок без специфических дефектов, кроме того, позволила интенсифицировать процесс ковки и улучшить качество деформируемого металла, снизить расходные коэффициенты и увеличить выход годного. Экономический эффект от внедрения в производство научно-исследовательской работы на заводе "Днепроспецсталь" составил 52000 руб. Исследовано влияние условий деформации на величину температурного эффекта при ковке стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ. Установлено, что приг(ре 35$ он изменяется стали Р6М5 от 100 до 55С при изменении tyecp от 1000 до ІІ60С, а в сплаве ХН38ВТ от 120 до 60С при изменении "t? f от 950 до П80С. 2. Предложен численный метод расчета температурного эффекта по всему деформируемому объему в условиях горячей протяжки на молоте прямоугольных заготовок с учетом локализации деформации. 3. Произведен расчет температурного эффекта при протяжке заготовок из стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ для различных условий деформирования. Удовлетворительная сходимость теоретических и экспериментальных результатов (погрешность не превышает 10%) свидетельствует о приемлемости принятых допущений и достаточной точности расчетных формул, что позволяет рекомендовать данный метод для практического применения. 4. Исследовано влияние температурного эффекта на структуру и свойства стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ. Установлено, что при малых сте пенях деформации до 10% он незначительный и не оказывает существен ного влияния на структуру и свойства сталей. Повышение лр до 20% и t$e. p до 1160С для стали Р6М5 приводит к росту температуры в ло кальных объемах поковки до 1220С, что вызывает рост карбидной неод нородности до 7-го балла,зерна до 8...7-го балла,выделению по грани цам зерен вторичной ладебуритной эвтектики,микро- и макроразрушения, брак поковок и снижение выхода годного. В сплаве ХН38ВТ при" 1000...П00С с ростом $ f до 30% происходит повышение температуры в локальных объемах заготовки до П65С, рост зерна до I...O-го балла, образование грубозернистой структуры, что приводит к падению предела прочности и длительной прочности. 5. На основании экспериментальных данных и теоретических расчетов разработаны номограммы, отражающие зависимость механических свойств от температуры и степени деформации, что позволяет прогнозировать и управлять качеством поковок. 6. Разработан оптимальный термомеханический процесс ковки стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ,обеспечивающий снижение брака, повышение выхода годного и качества поковок. 7. Достоверность экспериментальных исследований и теоретических обобщений подтверждается промышленным опробованием и внедрением оптимального процесса ковки стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ на Запорожском заводе "Днепроспецсталь", что позволило снизить брак,увеличить выход годного и повысить качество поковок.Экономический эффект от внедрения составил 52 тысячи рублей.
Параметры разработанных оптимальных термомеханических процессов деформирования сплава ХН38ВТ и стали Р6М5
По оптимальной технологии температура начала ковки для стали Р6М5 снижена с Н70С до П40С, степень деформации установлена = 12...15 , температура конца ковки повышена с 800С до 900-950С при коэффициенте относительной подачи К = 0,65... 0,7.
Для сплава ХН38ВТ температура начала ковки снижена с П80С до 1Х50...П45С при степени деформации ё. = 14...20$, температура конца ковки повышена с 850С до 950С при степени деформации . - 7,5...12,5%. Установленная технология позволила получить плотную равноосную структуру и стабильные механические свойства получаемых поковок. На основании результатов исследований в кузнечном цехе завода "Днепроспецсталь" была внедрена оптимальная технология ковки поковок из быстрорежущей стали Р6М5 и жаропрочного сплава ХН38ВТ. Новая технология ковки внедрена на молотах с М.П.Ч. 3...5 т. Оптимизация термомеханического процесса ковки, путем учета температурного эффекта обеспечила получение поковок без специфических дефектов, кроме того, позволила интенсифицировать процесс ковки и улучшить качество деформируемого металла, снизить расходные коэффициенты и увеличить выход годного. Экономический эффект от внедрения в производство научно-исследовательской работы на заводе "Днепроспецсталь" составил 52000 руб. 1. Исследовано влияние условий деформации на величину температурного эффекта при ковке стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ. Установлено, что приг(ре 35$ он изменяется стали Р6М5 от 100 до 55С при изменении tyecp от 1000 до ІІ60С, а в сплаве ХН38ВТ от 120 до 60С при изменении "t? f от 950 до П80С. 2. Предложен численный метод расчета температурного эффекта по всему деформируемому объему в условиях горячей протяжки на молоте прямоугольных заготовок с учетом локализации деформации. 3. Произведен расчет температурного эффекта при протяжке заготовок из стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ для различных условий деформирования. Удовлетворительная сходимость теоретических и экспериментальных результатов (погрешность не превышает 10%) свидетельствует о приемлемости принятых допущений и достаточной точности расчетных формул, что позволяет рекомендовать данный метод для практического применения. 4. Исследовано влияние температурного эффекта на структуру и свойства стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ. Установлено, что при малых сте пенях деформации до 10% он незначительный и не оказывает существен ного влияния на структуру и свойства сталей. Повышение лр до 20% и t$e. p до 1160С для стали Р6М5 приводит к росту температуры в ло кальных объемах поковки до 1220С, что вызывает рост карбидной неод нородности до 7-го балла,зерна до 8...7-го балла,выделению по грани цам зерен вторичной ладебуритной эвтектики,микро- и макроразрушения, брак поковок и снижение выхода годного. В сплаве ХН38ВТ при" 1000...П00С с ростом $ f до 30% происходит повышение температуры в локальных объемах заготовки до П65С, рост зерна до I...O-го балла, образование грубозернистой структуры, что приводит к падению предела прочности и длительной прочности. 5. На основании экспериментальных данных и теоретических расчетов разработаны номограммы, отражающие зависимость механических свойств от температуры и степени деформации, что позволяет прогнозировать и управлять качеством поковок. 6. Разработан оптимальный термомеханический процесс ковки стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ,обеспечивающий снижение брака, повышение выхода годного и качества поковок. 7. Достоверность экспериментальных исследований и теоретических обобщений подтверждается промышленным опробованием и внедрением оптимального процесса ковки стали Р6М5 и сплава ХН38ВТ на Запорожском заводе "Днепроспецсталь", что позволило снизить брак,увеличить выход годного и повысить качество поковок.Экономический эффект от внедрения составил 52 тысячи рублей.
