Удосконалення технології кування трубних заготовок з титанових сплавів в умовах ТОВ "Дніпропрес Сталь"
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Донбаська державна машинобудівна академія (ДДМА), м. Краматорськ
Abstract
UKR: Робота присвячена удосконаленню процесу кування титанових сплавів в умовах ТОВ «Дніпропрес Сталь». При виробництві трубних заготовок з нікелевих й титанових сплавів широко застосовується кування круглих злитків діаметром 350–950 мм, отримуваних методом вакуумно-дугової або електронно-променевої плавки. При куванні таких зливків виникає значна нерівномірність деформації за перерізом поковки, що впливає на отримувані структуру та механічні властивості напівпродукту, що в свою чергу істотно обмежує техно-логічні можливості їх переробки. За попередньою технологією кування трубної заготовки з титанового сплаву Grade 2 (вітчизняний аналог ВТ1-0) складалась з протяжки заготовки Ø 630 мм довжиною 1300-1500 мм за три виноси з проміжним підігрівом. За результатами досліджень темплетів на якість металу було виявлено, що макроструктура поковки неоднорідна за перерізом, спостерігаються зони з різною величиною зерна й різною протравленістю. Всередині поковки зерна великі, наявні виділення α-фази, з чіткою границею між зонами, що може негативно відбиватись при пресуванні, оскільки це призводить до утворення розшарувань, тріщин й плів. Для покращення структури й механічних властивостей, що забезпечують отримання бездефектних гарячопресованих труб, запропоновано удосконалити технологічний процес кування в умовах ВАТ «Дніпропрес Сталь» за рахунок зміни параметрів деформації та введення додаткових операцій. Аналіз результатів кування злитків відповідно до запропонованого режиму й металографічних досліджень якості металу трубної заготовки показав, що метал по всьому перерізу має щільну макроструктуру 5-го балу, мікроструктуру 3-го типу, твердість за Брінеллем 185–196 НВ, що у подальшому забезпечує бездефектне пресування передільних труб та їх наступну холодну прокатку з отриманням механічних властивостей, що відповідають вимогам нормативної документації ASTM B 338-91а «Standard Specification for Seamless and Welded Titanium and Titanium Alloy Tubes for Condensers and Heat Exchangers».
ENG: The article is devoted to the improvement of the titanium forging process under the conditions of Dnipropres Steel LLC. In the production of pipe billets from nickel and titanium alloys, forging of round ingots with a diameter of 350-950 mm obtained by the method of vacuum-arc or electron-beam melting is widely used. During forging of these ingots there is a significant unevenness of deformation along the cross-section of the forging, which affects the resulting structure and mechanical properties of semi-finished products, which in turn significantly limits the technological possibilities of their processing. According to the previous technology of forging of a pipe billet from titanium alloy of Grade 2 (domestic analogue of VT1-0), it consisted in drawing of a billet Ø 630 mm with a length of 1300-1500 mm in three passes with intermediate heating. According to the results of the study of the quality of the metal template, it was determined that the macrostructure of the forging is heterogeneous in the cross section, there are zones with different grain sizes and different etching. Inside the grain of the forging, there are large accessible allocations of the α-phase with a clear boundary between the zones, which can be negatively affected during extrusion, as it leads to the formation of cracks and delaminations. To improve the structure and mechanical properties that ensure the production of defect-free hot-extruded pipes, it is proposed to improve the technological process of forging in the conditions of OJSC "Dnipropres Steel" by changing the deformation parameters and additional operations. Analysis of the results of forging ingots according to the proposed regime and metallographic studies of the quality of the metal of the pipe billet showed that the metal throughout the cross-section has a dense macrostructure of the 5th grade, a microstructure of the 3rd type, Brinell hardness 185-196 HB, which subsequently ensures defect-free extrusion of the pipe billets and their subsequent cold rolling to obtain mechanical properties that meet the requirements of the ASTM B 338-91a "Standard Specification for Seamless and Welded Titanium and Titanium Alloy Pipes for Condensers and Heat Exchangers".
ENG: The article is devoted to the improvement of the titanium forging process under the conditions of Dnipropres Steel LLC. In the production of pipe billets from nickel and titanium alloys, forging of round ingots with a diameter of 350-950 mm obtained by the method of vacuum-arc or electron-beam melting is widely used. During forging of these ingots there is a significant unevenness of deformation along the cross-section of the forging, which affects the resulting structure and mechanical properties of semi-finished products, which in turn significantly limits the technological possibilities of their processing. According to the previous technology of forging of a pipe billet from titanium alloy of Grade 2 (domestic analogue of VT1-0), it consisted in drawing of a billet Ø 630 mm with a length of 1300-1500 mm in three passes with intermediate heating. According to the results of the study of the quality of the metal template, it was determined that the macrostructure of the forging is heterogeneous in the cross section, there are zones with different grain sizes and different etching. Inside the grain of the forging, there are large accessible allocations of the α-phase with a clear boundary between the zones, which can be negatively affected during extrusion, as it leads to the formation of cracks and delaminations. To improve the structure and mechanical properties that ensure the production of defect-free hot-extruded pipes, it is proposed to improve the technological process of forging in the conditions of OJSC "Dnipropres Steel" by changing the deformation parameters and additional operations. Analysis of the results of forging ingots according to the proposed regime and metallographic studies of the quality of the metal of the pipe billet showed that the metal throughout the cross-section has a dense macrostructure of the 5th grade, a microstructure of the 3rd type, Brinell hardness 185-196 HB, which subsequently ensures defect-free extrusion of the pipe billets and their subsequent cold rolling to obtain mechanical properties that meet the requirements of the ASTM B 338-91a "Standard Specification for Seamless and Welded Titanium and Titanium Alloy Pipes for Condensers and Heat Exchangers".
Description
М Медведєв: ORCID 0000-0002-1230-420X; О. Бобух: ORCID 0000-0001-7254-3854; О. Кузьміна: ORCID 0000-0003-0794-0583; А. Самсоненко: ORCID 0000-0001-6992-2327
Keywords
технологія кування, титанові сплави, трубна заготовка, мікро- и макроструктура, forging technology, titanium alloys, tube billets, micro- and macrostructure, КОМТ
Citation
Медведєв М. І., Бобух О. С., Кузьміна О. М., Самсоненко А. А. Удосконалення технології кування трубних заготовок з титанових сплавів в умовах ТОВ "Дніпропрес Сталь". Обробка матеріалів тиском. 2022. № 1 (51). С. 80–86. DOI: 10.37142/2076-2151/2022-1(51)80.