Выбираем поковки

Основной задачей на этапе ковки или прокатки является устранение неоднородности макроструктуры слитка по длине и сечению, полученной при его кристаллизации и охлаждении.

Особенности ковки и прокатки поковок

Доказано, что при ковке вследствие локальности очага деформации лучше прорабатываются все виды ликваций, что приводит к образованию более однородного распределения значений механических свойств по длине и сечению заготовки по сравнению с прокаткой.

Форма и распределение неметаллических включений (далее НВ) зависит от способа деформации. При прокатке НВ вытянуты в цепочку и имеют линейный характер. Такой вид НВ обуславливает высокий уровень анизотропии механических свойств (разницу значений механических свойств в продольном, тангенциальном и радиальном направлениях). При деформации на прессах цепочки НВ разорваны и смешаны, форма НВ имеет линзовидный характер. Такое расположение и характер НВ снижает анизотропию механических свойств и значительно повышает стойкость деталей.

Для деталей ответственного назначения закладываются более жесткие технические требования, обеспечение которых возможно только применением поковок с соответствующей термической обработкой.

Целью устанавливаемых технических требований является повышение выносливости деталей. Под воздействием циклических нагрузок в детали постоянно накапливаются изменения структуры, что в итоге приводит к изменению механических свойств, накоплению повреждений и образованию трещин. Процесс накопления дефектов под воздействием циклических нагрузок называется усталостью, а способность противостоять ей – выносливостью.

Практика показывает, что около 90% случаев разрушения деталей в процессе эксплуатации происходит под воздействием циклических нагрузок. Исходя из этого, при проектировании технологических процессов изготовления деталей необходимо использовать технологии, улучшающие их качество.

При прокатке заготовок крупного диаметра (от Ф150 и выше) сердцевина прорабатывается слабее, чем при ковке, т.к. при деформировании в валках глубина проникновения деформации к центральным слоям меньше вследствие более высокой скорости деформации, поэтому в заготовках остается центральная пористость, другие дефекты металлургического происхождения. При этом зерна и волокна в заготовке вытянуты вдоль оси; во время последующей механической обработки происходит перерезание этих волокон, что приводит к появлению дополнительных концентраторов напряжений, снижению прочностных характеристик деталей, перерасходу металла. При этом остаточная кривизна проката крупного сечения может проявиться и в готовых деталях при последующей термообработке.

Преимущества кованных заготовок

При ковке (особенно на прессах) деформации разнонаправлены, скорость деформирования меньше; схема напряженно-деформированного состояния способствует более глубокому проникновению деформации, качественной проработке центральных слоев заготовки.

Кроме того следует учитывать следующее:

При ковке создается очаг деформирования близкий к всестороннему сжатию, что позволяет обрабатывать малопластичные стали в наиболее благоприятном режиме усилий деформирования.

Ковка за счет возможности обработки по 2-м или 3-м осям обеспечивает лучшую проработку структуры металла, достижение меньших значений балла карбидной неоднородности.

При ковке возможно получение более широкой номенклатуры по форме (гладкие валы и валы с уступами, диски, кольца стальные прошивные и раскатные, муфты, цилиндры, в т.ч. с глухими и сквозными отверстиями, кубики, плиты и т.п.) и габаритам поковок нежели при прокатке (квадрат, круг, полоса при значительном ограничении размеров поперечного сечения).

Таким образом, кованые заготовки по сравнению с прокатом обладают существенно меньшей анизотропией механических свойств, соответственно более высокой эксплуатационной стойкостью и сроком службы деталей. Качество кованого металла значительно превышает качество проката (по макроструктуре, распределению, количеству и форме неметаллических включений), обладает более высокими показателями большого комплекса механических свойств.

ВЫБИРАЕМ ПОКОВКИ!