Transcript M. Nikačević, Lj

VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU
UTICAJ MIKROSTRUKTURE PRIPREMKA
NA MEHANIČKE OSOBINE ROTACIONO
VALJANE BEŠAVNE ČELIČNE CEVI
VISOKE ČVRSTOĆE
M.Nikačević, Lj.Radović, M.Hršum
VII Savetovanje metalurga
VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU
CILJ:


da se ispita mogućnost izrade tankozidne
bešavne čelične cevi od čelika Č.4131
postupkom hladnog rotacionog valjanja
ispita uticaj strukturno-mehaničkih osobina
pripremka za oblikovanje na efekte
deformacionog ojačavanja i deformacionog
starenja pri rotacionom valjanju
VII Savetovanje metalurga
VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU
SADRŽAJ




specifičnosti tehnologije RV
eksperimentalni rad
rezultati
zaključak
VII Savetovanje metalurga
VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU
TEHNOLOGIJA ROTACIONOG
VALJANJA (SPINNING)

RV konusa (shear forming)

RV cilindara (flow forming)
VII Savetovanje metalurga
VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU
Šematski prikaz procesa rotacionog valjanja
konusa
cilindara
VII Savetovanje metalurga
VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU
Specifičnosti tehnologije RV
uska zona deformacije

relativno mala instalisana snaga mašine

mali prostor za smeštaj mašine
VII Savetovanje metalurga
Komparativne prednosti tehnologije RV






bolje mehaničke osobine (čvrstoča, žilavost otpornost ka lomu) i smanjenje anizotropije
značajno kraće vreme osvajanja i izrade delova
minimalan gubitka materijala
dimenziona tačnost (±0.02-0,13 mm za delove
prečnika manjih od 0.6 m i 0,13- 0,64 mm kod
prečnika do 3 m)
mali broj alata
niža cena izrade i u fazi probnih komada i
serijske proizvodnje (do 4 puta)
VII Savetovanje metalurga
VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU
VII Savetovanje metalurga
VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU
Mašine za rotaciono valjanje
VII Savetovanje metalurga
VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU
AS 34.60
VII Savetovanje metalurga
VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU
Eksperimentalni rad
Materijal
Pripremak
Rotaciono valjana cev
Materijal
Bešavna toplo valjana i normalizovana cev ø39.7x20
mm
Čelik Č.4131 (JUS); 41Cr4 (DIN)
Hemijski sastav čelika Č.4131, (mas.% )
C
Si
Mn
Cr
0,41
0.28
0.62
1,1
P
S
0.011 0.015
VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU
Tehnologija izrade pripremka



normalizacija debelozidne toplo valjane bešavne
cevi
mehanička obrada na zadate dimenzije
(133/115 mm )
završna termička obrada
1. žarenje (700°C/3h) (1 grupa)
2. kaljenje i otpuštanje na tri nivoa tvrdoće
(tri grupe)
(Tk=870°C/70 min, Totp =520-580°C/3h)
(HB =260-295)
VII Savetovanje metalurga
VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU
Mehaničke osobine pripremka
Stanje
HBsr
Žareno (700°C) 200
Poboljšano
266
(870°C+580°C)
Poboljšano
280
(870°C+550°C)
Poboljšano
295
(870°C+520°C)
R0.2
[MPa]
Rm[MPa]
A5 [%]
Z [%]
540
720
24
51
620
805
21
64
690
870
19
62
760
930
18
61
Mikrostruktura pripremaka
017: Totp =580°C, 260HB
035: Totp =520°C, 295HB
092: Totp =550°C, 280HB
Oblik i mere pripremka
Hladno rotaciono valjanje bešavne čelične cevi i
termička obrada





na mašini sa tri rolne
sa dva prolaza
procesni parametari:
brzina rotacije trna 200 o/min
brzina aksijalnog kretanja rolni 180 mm /min
redukcija debljine zida 72,2% (120/115 mm)
žarenje: 250, 280 i 300°C /3h
VII Savetovanje metalurga
Rotaciono valjana cev
Mehaničke osobine rotaciono valjanih cevi R122-PK1
Uzorak
B052-1/97
A019-1/97
Mehaničke
osobine
pripremka
HB5/750
200
266
Mehaničke osobne
Stanje
Valjano
Valjano+žareno
250°C/3h
Valjano+žareno
280°C/3h
Valjano+žareno
300°C/3h
Valjano
Valjano+žareno
250°C/3h
Valjano+žareno
280°C/3h
Valjano+žareno
300°C/3h
R0.2 [MPa]
Rm[MPa]
A5 [%]
665
1064
10.8
887
1117
9.0
875
1120
10.2
979
1110
8.8
823
1107
14.4
832
1147
13.4
830
1135
10.9
1047
1154
14.1
nastavak
A104-1/97
A035-1/97
280
295
Valjano
833
1165
14.2
Valjano+žareno
250°C/3h
965
1219
13.3
Valjano+žareno
250°C/3h
955
1218
12.8
Valjano+žareno
300°C/3h
988
1210
11.1
Valjano
863
1225
11.5
Valjano+žareno
250°C/3h
983
1253
13.6
Valjano+žareno
280°C/3h
981
1260
13.0
Valjano+žareno
300°C/3h
1030
1256
13.2
Dijagrami zatezanja RV cevi (pripremak 280HB)
RV
RV +280°C
RV +250°C
RV +300°C
VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU
Zaključak



Potvrđena je mogućnost hladnog rotacionog valjanja
bešavne cevi od Č.4131 i u žarenom i poboljšanom
stanju i to bez pojave prskotina.
Mehaničke osobine RV cevi su bolje od onih koje se
mogu ostvariti termičkom obradom.
Efekat ojačavanja deformacijom pri RV je izraženiji
kod pripremaka sa nižim mehaničkim osobinama (za
HB=200 Rm =344 MPa; za HB=295 Rm =295
MPa)
VII Savetovanje metalurga
VOJNOTEHNIČKI INSTITUT
SEKTOR ZA MATERIJALE I ZAŠTITU



Deformaciono starenje je intenzivnije sa porastom
tempereture i ono ima veliki uticaj na granicu tečenja i
minoran na zateznu čvrstoću (za HB=200 na T=
300°C R0.2 =314 MPa, Rm =46 MPa )
Uticaj deformacionog starenja cevi na granicu tečenja
je veći što je čvrstoća pripremka niža
(za HB=200 T= 300°C, R0.2 =314 MPa
za HB=295 T= 300°C, R0.2 =167MPa)
Niskotemperaturnio žarenje RV cevi povoljno utiče i na
stabilnost dimenzija u toku i nakon završne
mehaničke obrade krajeva (izrada navoja i dr.)
VII Savetovanje metalurga