CS255494B1

CS255494B1 - Method of making a forged forging

Info

Publication number: CS255494B1
Application number: CS861765A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Jandos; Jiri Polacek
Original assignee: Frantisek Jandos; Jiri Polacek
Priority date: 1986-03-14
Filing date: 1986-03-14
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS176586A1

Abstract

Způsob zhotovení volně kovaného výkovku z vícebokého ingotu z austenitické oceli se zaručenou ultrazvukovou průchodností povrchových vrstev. Víceboký ingot se po ohřevu překove sražením hran na špalek. Vzniklý špalek se po ohřevu překove na kvadrát při minimální výškové redukci v každém deformačním kroku 12 % a pak se po ohřevu provede překování kvadrátu na osmihran při minimální výškové redukci 20 % v každém deformačním kroku. Každý z ohřevů dosahuje počáteční teplotu tváření v rozmezí 1 080 až 1 200 °C. Následné dokováni se provede při teplotě nepřevyšující 1 080 °C s uplatněním minimální výškové redukce 12 % v každém deformačním kroku.A method of making a forged forging from a multi-sided austenitic ingot with guaranteed ultrasonic patency of the surface layers. The multi-ingot is crushed by chamfering on the log after heating. After heating, the resulting log is quadratic with a minimum height reduction of 12% in each deformation step, and then, after heating, the quadrat is squashed to octagon at a minimum height reduction of 20% in each deformation step. Each of the heaters reaches an initial forming temperature in the range of 1080 to 1200 ° C. Subsequent docking is performed at a temperature not exceeding 1080 ° C using a minimum height reduction of 12% in each deformation step.

Description

Vynález řeší způsob zhotovení volně kovaného výkovku z vícebokého ingotu z austenické oceli se zaručenou ultrazvukovou průchodností povrchových vrstev.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for making a forged multi-side forging of austenitic steel with guaranteed ultrasonic patency of surface layers.

Výroba velkých výkovků z austenitické oceli je provázena nejistotou, zda polotovar bude dostatečně jemnozrnný a tím i ultrazvukově průchodný. Protože jde o oceli bez překrystalizace, rozhoduje se o příští zrnitosti již při tváření. Tepelné zpracování má na zrnitost podle současných poznatků jen druhořadý vliv. Při zcela stejném režimu obvyklého tepelného zpracování, rozpouštěcího žíhání, se získávají výkovky lišící se zrnitostí ve značném rozsahu. U některých druhů výkovků, jako jsou paramagnetické stahovací kruhy turboalternátorů z MnCr, MnNiCr nebo MnCrN ocelí, se za účelem zjemnění zrna před rozpouštěcí žíhání zařazuje pomocná operace, jíž je deformace za studená. U jiných výrobků, jakými jsou kupříkladu tělesa reduktorů a hrdel z CrNiTi oceli, se volí jiné málo produktivní postupy tváření za tepla, aby se vyloučila možnost projevu hrubozrnosti a to především v povrchových vrstvách a vzniku hrubozrnných zón v okolí osy výkovku.The production of large austenitic steel forgings is accompanied by the uncertainty as to whether the semi-finished product will be sufficiently fine-grained and thus ultrasonically permeable. Since it is a steel without recrystallization, the next grain size is decided during the forming process. According to current knowledge, heat treatment has only a minor influence on the grain size. In the same mode of conventional heat treatment, solution annealing, forgings differing in grain size are obtained to a large extent. For some types of forgings, such as paramagnetic tightening rings of MnCr, MnNiCr or MnCrN steel turbo-alternators, an auxiliary operation, which is a cold deformation, is included to refine the grain prior to solution annealing. For other products, such as CrNiTi steel reducer and throat bodies, other low productive thermoforming processes are chosen to eliminate the possibility of coarseness, especially in surface layers and the formation of coarse-grained zones around the forging axis.

Teoretickou příčinou lokální hrubozrnnosti výkovků je nehomogenní plastická deformace a malý stupeň deformace v průřezu polotovaru, vysoká rekrystalizační teplota výchozí licí struktury ingotu a uplatňování statické rekrystalizace za vysokých teplot namísto příznivěji se projevující dynamické rekrystalizace v každém deformačním kroku. Z technologických činitelů, jež nelze spolehlivě ovládat, má největší negativní vliv pokles teploty povrchu ingotu nebo předkovku v periodě mezi vyjmutím polotovaru z pece a započetím kování. Konečného tvaru výkovku je často dosaženo dříve než mohou v potřebném rozsahu proběhnout, zvláště v porchových vrstvách, restaurační procesy dávající předpoklady pro změnu velikosti zrna. V postupech volného kováni se jen živelně a náhodně uplatňují zásady správné relace mezi počtem kovářských ohřevů a deformačních kroků, na nichž strukturní změny rozhodující o příští a konečné zrnitosti výrazně závisejí.The theoretical causes of local coarse grain forgings are inhomogeneous plastic deformation and low degree of deformation in the blank cross section, high recrystallization temperature of the initial ingot casting structure and application of static recrystallization at high temperatures instead of more favorable dynamic recrystallization in each deformation step. Of the technological factors that cannot be reliably controlled, the most negative effect is the decrease in the surface temperature of the ingot or forging between the removal of the blank from the furnace and the start of the forging. The final shape of the forging is often achieved before the restoration processes giving rise to the grain size change can take place, especially in the surface layers, to the extent necessary. In the free forging procedures, the principles of the correct relation between the number of forging heating and deformation steps, on which the structural changes deciding on the next and final grain size, depend strongly, are only naturally and randomly applied.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob podle vynálezu zhotovení volně kovaného výkovku z vícebokého ingotu z austenitické oceli se zaručenou ultrazvukovou průchodností povrchových vrstev. Víceboký ingot se po ohřevu překove sražením hran na špalek, který se po ohřevu překove na kvadrát. Tato operace se provádí při minimální výškové redukci v každém deformačním kroku 12 í. Dále se provede po ohřevu překování kvadrátu na osmihran při minimální výškové redukci 20 % v každém deformačním kroku. Každý z ohřevů dosahuje počáteční teplotu tvářeni v rozmezí 1 080 °C až 1 200 °C. Pak se provede dokování při teplotě nepřevyšující 1 080 °C s uplatněním minimální výškové redukce 12 % v každém deformačním kroku.The aforementioned drawbacks are overcome by the method according to the invention of making a free-forged forging of a multi-sided austenitic steel ingot with guaranteed ultrasonic patency of the surface layers. The multi-sided ingot is overlaid after heating by chamfering to a log, which overlaps into a square after heating. This operation is performed at a minimum height reduction in each deformation step 12.. Next, after heating, quadrate to octagon is carried out with a minimum height reduction of 20% in each deformation step. Each of the heaters reaches an initial molding temperature in the range of 1080 ° C to 1200 ° C. The docking is then carried out at a temperature not exceeding 1080 ° C using a minimum height reduction of 12% in each deformation step.

Způsobem podle vynálezu je při minimálním počtu ohřevů na vysoké teploty v počátečních stádiích, kdy se rozhoduje o rozsahu rozrušení stabilní primární licí struktury, dosaženo jak přetvoření průřezu, tak i stupeň deformace se záměrem podpořit uplatnění procesu dynamické rekrystalizace. Způsob podle vynálezu neomezuje počet následných ohřevů, ve kterých už k dalším změnám nedochází, pokud se při předchozím kování rozrušila primární licí struktura. Při následných ohřevech nemůže nastat ani hrubnutí dříve vytvořené nebo současně vznikající struktury jemnozrnné. Způsobem podle vynálezu se zabrání projevům dědičnosti primární licí struktury v povrchových i podpovrchových vrstvách výkovku. Dále se zabráni zhrubnutí zrna cestou rekrystalizace sekundární struktury kdekoliv v objemu výkovku.The process according to the invention achieves both the cross-sectional deformation and the degree of deformation with the aim of promoting the dynamic recrystallization process at a minimum number of high-temperature heating in the initial stages when deciding the extent of destruction of the stable primary casting structure. The method according to the invention does not limit the number of subsequent heating operations in which no further changes occur if the primary casting structure has been broken during the previous forging. During subsequent heating, no coarsening of the previously formed or coexisting fine-grained structure can occur. The method according to the invention avoids the inheritance of the primary casting structure in the surface and subsurface layers of the forging. Furthermore, grain coarsening is prevented by recrystallizing the secondary structure anywhere in the forging volume.

Příkladem způsobu podle vynálezu je zhotovení výkovku o průměru 260 mm a délce 1 000 mm volným kováním z výchozího ingotu I 2,2 z oceli 0,05 C 18 Cr 10 Ni Ti. V prvním žáru se za použití rovných kovadel srazí hrany ingotu ohřátého na 1 150 °C a ingot se překove na špalek, přičemž pokud by tepelný obsah špalku a jeho teplota umožňovaly v kováni pokračovat, tato možnost se nevyužije a špalek se vrátí do pece. Teprve po ohřevu špalku na teplotu 1 150 °C se v dalším kovářském žáru začne špalek překovávat mezi rovnými kovadly na kvadrát 350 mm, přičemž v každém deformačním kroku se realizuje výšková redukce nejméně 12 %. Z kvadrátu 350 mm se v dalším kovářském žáru vykove osmihran, když před kováním je polotovar opět ohříván na 1 150 °C a v každém deformačním kroku se redukuje výška výkovku nejméně o 20 %. Kování přes hrany nesmí začít před tímto ohřevem. Ve třetím žáru však lže začít s překováním osmihranu na kvadrát 280 mm. Dokončení této operace je možné ve čtvrtém žáru, pří němž však se jíž předkovek ohřívá jen na 1 050 °C až 1 080 °C. Ve stejném žáru se potom ještě z kvadrátu 280 mm vykove osmihran 280 mm. Po ohřevu na 1 050 °C až 1 080 °C se v pátém žáru osmihran 280 mm překove na konečný průměr 260 mm ve spodním sedlovém kovadle.An example of the method according to the invention is the production of a forging with a diameter of 260 mm and a length of 1000 mm by free forging from a starting ingot I 2.2 of 0.05 C 18 Cr 10 Ni Ti steel. In the first heat, the edges of the ingot heated to 1,150 ° C are knocked using straight anvils and the ingot is spiked onto the log, if the heat content of the log and its temperature would allow forging to continue, this option would not be utilized and returned to the furnace. Only after the block has been heated to a temperature of 1,150 ° C, in a further blacksmith's heat, the log begins to shift between straight anvils to a 350 mm square, with a height reduction of at least 12% in each deformation step. An octagon is forged from a 350 mm square in a further forging heat when the blank is reheated to 1,150 ° C before forging and the forging height is reduced by at least 20% in each deformation step. Edge fitting must not start before this heating. In the third heat, however, it is possible to begin octagonal overlapping to a square of 280 mm. Completion of this operation is possible in the fourth heat, whereby the preform only heats to 1,050 ° C to 1,080 ° C. A 280 mm octagon is then forged from the 280 mm square in the same heat. After heating to 1050 [deg.] C. to 1080 [deg.] C. in the fifth heat, the octagon of 280 mm is cut to a final diameter of 260 mm in the bottom saddle anvil.

Uplatněni vynálezu je především při volném kování těžkých výkovků s nejvyšší požadovanou jakostí, jakými jsou příkladně tělesa regulačních pohonů a hmotných přírub používaných při stavbě jaderných reaktorů, štítů elektrických motorů a dalších korozivzdorných nebo paramagnetických dílů, u kterých musí být zaručena ultrazvuková průchodnost i při ultrazvukové zkoušce za použití úhlové sondy.The invention is particularly applicable to the free forging of heavy forgings of the highest quality required, such as control drive bodies and mass flanges used in the construction of nuclear reactors, shields for electric motors and other corrosion-resistant or paramagnetic components, which must be guaranteed by ultrasonic throughput. using an angle probe.

Claims

Method for making a free-forged forged multi-side ingot made of austenitic steel with guaranteed ultrasonic throughput of surface layers, characterized in that the multi-side ingot is overheated by chamfering after heating, whereupon the resulting chunk is heated quadrice after heating 12% and then, after heating, quadrate to octagon at a minimum height reduction of 20% in each deformation step, each of which reaches an initial forming temperature in the range of 1,080 ° C to 1,200 ° C, followed by docking at a temperature not exceeding 1080 ° C with a minimum height reduction of 12% at each deformation step.