Структура и свойства поковок и штамповок из алюминиевых деформируемых сплавов, страница 5

Исследования, проведенные в связи с обнаружением крупнокристаллической структуры в пере готовых лопастей, показали, что основным технологическим фактором, определяющим характер макроструктуры штамповок лопастей из сплава Д1, является температура металла непосредственно в процессе штамповки, характеризующаяся температурой, замеренной сразу после окончания деформирования в самой тонкой части лопасти до ее выемки из штампа. Чем выше температура металла при его деформировании, тем меньше вероятность образования крупнокристаллической структуры и тем выше значения прочностных характеристик (рис. 188). Указанная закономерность проявляется в следующем. Если температура металла непосредственно после штамповки составляет выше 400° С, то в лопастях по всей длине наблюдается только мелкозернистая структура (рис. 189), обеспечивающая наиболее высокие прочностные характеристики готовых лопастей и их повышенную усталостную выносливость.

При температуре выше 300° С, но ниже 400° С в незначительной части пера лопасти (на конце самой тонкой ее части) образуется крупнозернистая структура. При температуре ниже 330° С наблюдается крупнозернистая структура на значительной длине лопасти.

На рис. 190 приведены зависимости предела прочности от характера структуры штампованной лопасти из сплава Д1.

Температура штамповки после деформирования при определенных условиях может быть ниже, равна или выше температуры заготовок перед штамповкой и зависит от нагрева штампа.

Для получения высококачественных лопастей (с мелкозернистой структурой и максимальными значениями прочностных свойств) температуру конца штамповки, а также температуру штампа необходимо поддерживать в интервале 400— 460° С и, желательно, ближе к верхнему пределу этого интервала.

Полученные при исследовании лопастей из сплава Д1 закономерности влияния температурных режимов деформирования на структуру и механические свойства готовых изделий использованы в технологии производства штамповок других сплавов, склонных к образованию крупнокристаллической структуры при низкотемпературном деформировании (АВ, АК6, АК8, В93 и т. д.).

Степень деформации. При изготовлении штамповок большую роль в формировании структуры и механических свойств играет степень деформации, сообщенная металлу за последнюю штамповку (в том случае, если штамповка производится за несколько переходов).

Каждый сплав имеет критическую степень деформации. Если полуфабрикат при последнем деформировании получил степень деформации, близкую к критической, при последующей термической обработке происходит собирательная рекристаллизация, сопровождающаяся ростом крупных зерен и существенным снижением прочностных характеристик.

Так, долевые образцы штамповок из сплава АК8 в случае мелкокристаллической структуры имеют следующие механические свойства: ав = 48—49 кгс/мм2, a0i2 = 39—41 кгс/мм2 и б = 11—12%. В случае крупнокристаллической структуры с образованием зерен площадью более 1 см2 ав = 35,6 кгс/мм2, а02 = 28,2 кгс/мм2 и 6 == - 30,6%.

Наиболее вероятно образование в штамповках крупнокристалической структуры в том случае, если при последней операции штамповки степень деформации составляет 5—15%. Наличие крупнокристаллической структуры в поковках и штамповках из сплава В93 вызывает снижение прочностных характеристик (сгв и а0,2) до 7 кгс/мм2 при одновременном повышении относительного удлинения на 2—4% (абс.). Установленные тех.условиями требования к прочностным характеристикам (ав — не менее 48 кгс/мм2, а0 2 — не менее 44 кгс/мм2) поковок и штамповок в этом случае могут не обеспечиваться, так как значения предела прочности могут снизиться до 45—46 кгс/мм2, а предела текучести — до 39—40 кгс/мм2.

Схема ковки и размеры поковки

При изготовлении поковок непосредственно из литого слитка уровень механических свойств и характер макроструктуры зависят от направления оси слитка в готовой поковке, применяемой схемы ковки и толщины поковки.