Исследованы структура, фазовый состав, физические и механические свойства горячекованой заготовки из титанового сплава ВТ14 методами микро- и рентгеноструктурного анализов, микроиндентирования, термодинамических расчетов по программе ThermoCalc и термомеханических испытаний на комплексе Gleeble 3800. Установлены зависимости напряжения течения и деформационного разогрева от степени деформации при испытаниях на осадку и растяжение со скоростями деформации 1 и 10 с – 1 при температурах 900, 925, 950, 975 °C. Проведен анализ полученных результатов и их сопоставление с имеющимися литературными данными.
В статье проведена систематизация и сравнительный анализ данных о структурно-фазовом состоянии и комплексе физико-механических свойств, формируемых в деформируемых трубных полуфабрикатах на различных стадиях получения горячепрессованных труб из сплавов титана ПТ-1М, ПТ-7М, Ti–3Al–2,5V. Установлена взаимосвязь характеристик макро-, микроструктуры, параметров образующихся фаз с разбросом значений твердости в исходных горячекованых трубных заготовках из этих сплавов. Проведено физическое моделирование процессов горячей деформации сплавов с варьированием температуры и скорости деформации осадкой. Предложены рекомендации по температурным диапазонам проведения прессования каждого сплава с учетом энергосиловых параметров используемого промышленного оборудования и ограничений, накладываемых структурой. Рассмотрена эволюция структуры и изменение твердости в результате экспандирования трубной заготовки из исследованных сплавов. Представлены результаты компьютерного расчета энергосиловых параметров прессования труб и их сопоставление с данными промышленного эксперимента. Отмечены особенности структуры, текстуры и их связь с механическими свойствами труб. The article provides a systematization and comparative analysis of data on the structural-phase state and the complex of physical and mechanical properties formed in deformable tube semi-finished products. The analysis includes various stages of obtaining hot-extruded tubes of titanium alloys PT-1M, PT-7M, Ti–3Al–2.5V. The relationship between the characteristics of the macro-, microstructure, parameters of the formed phases with the spread of hardness values in the original hot-forged tube billets has been established. The physical simulation of hot deformation processes of alloys with varying temperature and upsetting deformation rate was carried out. The recommendations of extrusion temperature ranges for each alloy were proposed. This recommendations based on the energy-power parameters of the industrial equipment used and the restrictions imposed by the structure. The evolution of the structure and the change in hardness during the expansion of a tube billet made of investigated alloys are considered. The results of computer simulations of energy-power parameters of tube extrusion and their comparison with industrial experiment data are presented. Features of the structure, texture and their relationship with the mechanical properties of tube are established.
Проведено компьютерное моделирование деформационного воздействия при прессовании по сечению трубы из титанового сплава Grade 9. Рассчитаны в рамках компьютерной модели усилия, развиваемые прессовым инструментом в процессе получения трубы, при пиковой нагрузке и на установившейся стадии. Показано, что они сопоставимы с экспериментальными значениями, полученными в производственных условиях. Проведена оценка адекватности моделирования на основании сравнительного анализа эволюции структуры, текстуры, физических и механических свойств по сечению полученной горячепрессованной трубы.
The article explains the problem of studying the process of extrusion of pipes with additional rotational motion of the press needle. Basic results of previous studies in this area of improvement of tube pressing systems are described. Technological bases of the pipe pressing process with helical fins on inner surface are presented. The purpose of the development of systems for the extrusion of pipes with rotation of press needle is explained. Principal relations for calculating the geometrical parameters of profiling of press needles with helical thread allowing to produce finned tubes with helical inner surface are presented. Design of the plant, its operation principle and specifications are described. The prospects of application of the plant for studying the pressing process of smooth pipes and pipes with internal helical fins obtained by rotating the press needle are determined.
Космацкий Ярослав Игоревич, научный сотрудник лаборатории волочения и прессования труб, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности». 454139, г. Челябинск, ул. Новороссийская, 30. Тел.: (351) 7347378. E-mail: kosmatski@rosniti.ru Kosmatsky Yaroslav Igorevich, research assistant of the Pipe Drawing and Pressing laboratory, JSC “Russian Research Institute for the Tube and Pipe Industries”. 30 Novorossiyskaya street, Chelyabinsk, Russia 454139. Tel.: (351)7347378. E-mail: kosmatski@rosniti.ru.
Выдрин Александр Владимирович, доктор технических наук, профессор, заместитель генерального директора, ОАО «Российский научно- исследовательский институт трубной промышленности». 454139, г. Челябинск, ул. Новороссийская, 30. E-mail: vydrin@rosniti.ru Vydrin Alexander Vladimirovich, doctor of engineering science, professor, deputy general director, JSC “Russian Research Institute for the Tube and Pipe Industries”. 30 Novorossiyskaya street, Chelyabinsk, Russia 454139. E-mail: vydrin@rosniti.ru. Космацкий Ярослав Игоревич, научный со- трудник лаборатории волочения и прессования труб, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности». 454139, г. Челябинск, ул. Новороссийская, 30. Тел.: (351) 7347378. E-mail: kosmatski@rosniti.ru Kosmatsky Yaroslav Igorevich, research assistant of the Pipe Drawing and Pressing laboratory, JSC “Russian Research Institute for the Tube and Pipe Industries”. 30 Novorossiyskaya street, Chelyabinsk, Russia 454139. Tel.: (351)7347378. E-mail: kosmatski@rosniti.ru. Баричко Борис Владимирович, кандидат технических наук, заведующий лабораторией волочения и прессования труб, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности». 454139, г. Челябинск, ул. Новороссийская, 30. Тел.: (351)2526360. E-mail: barichko@ rosniti.ru Barichko Boris Vladimirovich, candidate of engineering science, head of the Pipe Drawing and Pressing laboratory, JSC “Russian Research Institute for the Tube and Pipe Industries”. 30 Novorossiyskaya street, Chelyabinsk, Russia 454139. Tel.: (351)2526360. E-mail: barichko@rosniti.ru. Восходов Валерий Борисович, начальник технического управления, ОАО «Волжский трубный завод». 404119, Волгоградская область, г. Волжский, ул. Автодорога 7, 6. Тел.: (8443)256902. E-mail: vtz@vtz.ru, FedorovaGV@vtz.ru Voskhodov Valery Borisovich, head of the Technical department, JSC “Volzhsky Pipe Plant”. 6 Avtodoroga 7 street, Volzhsky, Volgograd region, Russia 404119. Tel.: (8443)256902. E-mail: vtz@vtz.ru, FedorovaGV@vtz.ru
Problem statement of decrease of discharge coefficient in manufacture of pipes on a pressing reduction route is presented. Possible ways of elimination of wall thickening on the back part are analysed. Analytical dependences for determination of parameters of the press needle are received, allowing to project profiling of the working tool at manufacturing of pipes with elimination of wall thickening on the back part.