[go: up one dir, main page]

RU2219252C2 - Method of manufacturing article from ferrite-class damping alloy and article manufactured by this method - Google Patents

Method of manufacturing article from ferrite-class damping alloy and article manufactured by this method Download PDF

Info

Publication number
RU2219252C2
RU2219252C2 RU2001130436A RU2001130436A RU2219252C2 RU 2219252 C2 RU2219252 C2 RU 2219252C2 RU 2001130436 A RU2001130436 A RU 2001130436A RU 2001130436 A RU2001130436 A RU 2001130436A RU 2219252 C2 RU2219252 C2 RU 2219252C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloy
damping
temperature
product
heating
Prior art date
Application number
RU2001130436A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001130436A (en
Inventor
Б.А. Зеленов
Б.С. Крылов
В.Ф. Юдкин
Original Assignee
ООО "Амалгамэйтед. Технологическая группа"
Зеленов Борис Александрович
Крылов Борис Сергеевич
Юдкин Владимир Федорович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "Амалгамэйтед. Технологическая группа", Зеленов Борис Александрович, Крылов Борис Сергеевич, Юдкин Владимир Федорович filed Critical ООО "Амалгамэйтед. Технологическая группа"
Priority to RU2001130436A priority Critical patent/RU2219252C2/en
Publication of RU2001130436A publication Critical patent/RU2001130436A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2219252C2 publication Critical patent/RU2219252C2/en

Links

Landscapes

  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: invention provides method of manufacturing articles for vibration-loaded parts, for example for automobile transport, comprising plastic deformation of ferriteclass damping alloy on heating to form blanc followed by mechanical and heat treatment of the blanc. Iron-based alloy contains, no more than wt %: at least one element selected from Cr, Mo, and W, 25; at least one element selected from Al, V, Nb, Ti, and Si, 10; at least one element selected from Ni and Mn, 5.0; at least one element selected from Ce, Y, and Mg, 0.20; inclusion elements: C, N, and O in sum, 0.20; total amount of alloying elements being at least 10%. When an article is manufactured, internal friction of damping alloy is purposefully modified. Hot plastic deformation is effected so that damping factor no higher than 7 is ensured and heat treatment is effected to ensure peak value of damping factor of alloy above 3. Damping capacity of claimed alloy is thereby ensured as follows from expression: Q-1103≥10-25, whereas relative elongation δ%≥15-20, and temporary rupture resistance σt(MPa)≥ 250-350. EFFECT: improved workability of alloy. 4 cl, 2 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения, а именно к производству заготовок и изделий, в том числе прецизионных, из демпфирующих сплавов ферритного класса преимущественно на основе железа, предназначенных для виброактивных деталей, к которым предъявляют различные требования по совокупности виброакустических и механических характеристик, включая ударную вязкость и предел выносливости. The invention relates to the field of metallurgy and mechanical engineering, namely to the production of billets and products, including precision, from damping alloys of the ferritic class, mainly based on iron, intended for vibroactive parts, which have different requirements for the combination of vibro-acoustic and mechanical characteristics, including shock viscosity and fatigue limit.

В настоящей заявке под "прецизионными" понимаются такие изделия, которые наряду с высокой точностью геометрии имеют однородный химический состав, малое количество примесей и незначительный разброс концентрации легирующих элементов в объеме, однородную макро- и микроструктуру и равномерно распределенные внутренние напряжения для достижения высокого уровня и управляемости главным функциональным свойством - демпфирующей способностью. In this application, “precision” means such products that, along with high geometry accuracy, have a uniform chemical composition, a small amount of impurities and a small variation in the concentration of alloying elements in the volume, a homogeneous macro- and microstructure, and uniformly distributed internal stresses to achieve a high level and controllability the main functional property is damping ability.

Под сплавами ферритного класса или "ферромагнетиками" понимаются металлы (Fe, Ni, Со и т.п.) и сплавы на их основе с самопроизвольной намагниченностью, обладающие доменной структурой, способностью изменять форму и размеры под действием магнитного поля (магнитострикцией), равно как и наоборот - изменением намагниченности ферромагнитного тела при его деформации (магнитоупругим эффектом). Alloys of the ferrite class or “ferromagnets” are understood to mean metals (Fe, Ni, Co, etc.) and alloys based on them with spontaneous magnetization, having a domain structure, the ability to change shape and size under the influence of a magnetic field (magnetostriction), as well as and vice versa, by a change in the magnetization of a ferromagnetic body during its deformation (magnetoelastic effect).

Однако применение в качестве демпфирующих сплавов ферромагнетиков на основе Ni, Со и других элементов, как правило, экономически не целесообразно, если при этом не будет использовано еще другое функциональное свойство. Сплавы на основе железа значительно дешевле и не имеют остродефицитных составляющих или их содержание значительно меньше, чем у других ферромагнетиков. However, the use of ferromagnets based on Ni, Co, and other elements as damping alloys, as a rule, is not economically feasible unless another functional property is used. Iron-based alloys are much cheaper and do not have severely deficient components or their content is much lower than that of other ferromagnets.

Необходимость поиска новых решений в данной области техники особенно обострилась в связи с резким ужесточением нормативов по допустимым уровням виброакустической загрязненности. В первую очередь это касается транспорта, в т. ч. автомобильного, где вибрация и шум создаются многими источниками (двигатель, выхлопная и тормозная системы, трансмиссия и др.). The need to find new solutions in this technical field has become especially acute due to the sharp tightening of standards for permissible levels of vibroacoustic pollution. This primarily concerns vehicles, including automobiles, where vibration and noise are generated by many sources (engine, exhaust and brake systems, transmission, etc.).

Конструкторско-технологические варианты борьбы с вибрацией и шумом практически исчерпаны. Наиболее перспективным методом представляется широкое применение для такой цели конструкционных материалов нового типа, в частности сплавов высокого демпфирования и соответствующих технологий их получения и обработки. Design and technological options for dealing with vibration and noise are almost exhausted. The most promising method seems to be the widespread use for this purpose of structural materials of a new type, in particular, high damping alloys and the corresponding technologies for their preparation and processing.

Однако желаемый результат, особенно в случае циклически тяжелонагружаемых деталей, эксплуатируемых в климатических и агрессивных условиях, часто не достигается, т.к. при этом не обеспечивается требуемое сочетание повышенных значений вязкости, усталости, коррозионной стойкости и демпфирующей способности виброгасящего сплава. However, the desired result, especially in the case of cyclically heavily loaded parts operated in climatic and aggressive conditions, is often not achieved, because however, the required combination of increased values of viscosity, fatigue, corrosion resistance and damping ability of the vibration-absorbing alloy is not provided.

Известны различные способы изготовления деталей из демпфирующих сплавов, включающие формообразование заготовки путем пластической обработки и последующую термическую обработку изделия. Например, в соответствии со способом, описанным в а. с. СССР 1161573 из железохромистых сплавов, в частности из сплавов: 01Х5Ю2, 01Х10Ю2, 01Х16Ю2, 01Х25Ю2, формуют детали, а далее проводят следующие операции:
- нагрев до 950-1600oС и выдержку при этой температуре;
- охлаждение до комнатной температуры со скоростью более 1oС/с (>3600oС/ч);
- повторный нагрев до 950-1600oС;
- охлаждение деталей с печью до 600-800oС;
- изотермическая выдержка в течение 30-50 мин;
- охлаждение на воздухе.
There are various methods of manufacturing parts from damping alloys, including the shaping of the workpiece by plastic processing and subsequent heat treatment of the product. For example, in accordance with the method described in a. from. The USSR 1161573 from iron-chromium alloys, in particular from alloys: 01Х5Ю2, 01Х10Ю2, 01Х16Ю2, 01Х25Ю2, form the parts, and then carry out the following operations:
- heating to 950-1600 o C and exposure at this temperature;
- cooling to room temperature at a speed of more than 1 o C / s (> 3600 o C / h);
- reheating to 950-1600 o C;
- cooling parts with a furnace to 600-800 o C;
- isothermal exposure for 30-50 minutes;
- air cooling.

Указанные режимы термообработки позволяют получить конечное изделие с пониженным уровнем звукоизлучения при эксплуатации в условиях ударного нагружения. Однако этот способ, в т.ч. из-за большой скорости охлаждения, сопровождающейся короблением, не обеспечивает изготовление высокоточных деталей с заранее заданным уровнем комплекса свойств, особенно требуемых для изделий с длительной эксплуатацией при знакопеременном нагружении. The indicated heat treatment modes make it possible to obtain a final product with a reduced level of sound emission during operation under shock loading conditions. However, this method, including due to the high cooling rate, accompanied by warping, it does not provide the manufacture of high-precision parts with a predetermined level of a set of properties, especially required for products with long-term operation under alternating loading.

Патент РФ 2158318 защищает технологию, использующую сплав высокого демпфирования на основе железа с регламентированным уровнем демпфирующих и механических свойств, и изделие, выполненное из него. Сплав согласно изобретению имеет следующий состав, мас.%:
Углерод - 0,010-0,035
Алюминий - 4,0-8,0
Марганец - 0,25-0,95
Титан - 0,01-0,55
Ниобий - 0,01-0,15
Медь - 0,01-0,20
Железо - Остальное
Суммарное содержание углерода и меди:
Σ(5С+1,5Сu) = 0,06-0,45%,
а Аl - Σ(Мо+Ti+Сu) = 3,5-6,5%
Изделия с высокими демпфирующими свойствами изготавливают из холоднокатаного листа, полученного по следующей технологической схеме: ковка на сутунку - горячая прокатка на листы толщиной 6,0 и 3,0 мм - термообработка - травление - холодная прокатка до требуемой толщины. Сформованное изделие подвергают термообработке в вакууме с выдержкой при температуре в диапазоне 820-1050oС и последующим медленным охлаждением.
RF patent 2158318 protects a technology using an alloy of high damping based on iron with a regulated level of damping and mechanical properties, and an article made of it. The alloy according to the invention has the following composition, wt.%:
Carbon - 0.010-0.035
Aluminum - 4.0-8.0
Manganese - 0.25-0.95
Titanium - 0.01-0.55
Niobium - 0.01-0.15
Copper - 0.01-0.20
Iron - Else
Total carbon and copper content:
Σ (5C + 1.5Cu) = 0.06-0.45%,
and Al - Σ (Mo + Ti + Cu) = 3.5-6.5%
Products with high damping properties are made of cold-rolled sheet obtained according to the following technological scheme: forging on a flap - hot rolling on sheets with a thickness of 6.0 and 3.0 mm - heat treatment - etching - cold rolling to the required thickness. The molded product is subjected to heat treatment in vacuum with exposure at a temperature in the range of 820-1050 o C and subsequent slow cooling.

Изделие, выполненное согласно известному изобретению, имеет следующие свойства:
Логарифмический декремент колебаний δ, % - 15-30
Условный предел текучести σ0,2, МПа - 340-430
Временное сопротивление разрыву σв, МПа - 480-600
Относительное удлинение δ,% - 15-25
Дополнительные затруднения в промышленных условиях наряду с воспроизведением соотношения компонентов вызывают высокий уровень демпфирующей способности сплава при его механической обработке (резание), т.к. в этом случае требуются большие затраты энергии на преодоление высокого внутреннего трения сплава в таком состоянии.
The product made according to the known invention has the following properties:
Logarithmic decrement of oscillations δ,% - 15-30
Conventional yield strength σ 0.2 , MPa - 340-430
Tensile strength σ in , MPa - 480-600
Relative elongation δ,% - 15-25
Additional difficulties in industrial conditions, along with reproducing the ratio of components, cause a high level of damping ability of the alloy during its machining (cutting), because in this case, a large expenditure of energy is required to overcome the high internal friction of the alloy in this state.

Вследствие этого точные детали по технологии, описанной в патенте 2158318, получить невозможно, а отсутствие в сплаве хрома и (или) никеля существенно сужает его применимость без использования специальных средств защиты от коррозии. As a result, it is impossible to obtain exact details according to the technology described in patent 2158318, and the absence of chromium and (or) nickel in the alloy significantly reduces its applicability without the use of special corrosion protection agents.

Согласно решению по Патенту США 4244754 для изготовления изделий используют сплав, содержащий 0,1-10,0 мас.% по меньшей мере одного элемента из группы, включающей W, Si, Ti, остальное Fe и целевые добавки в количестве 0,01-45,00 мас. % в виде по меньшей мере одного элемента из группы: Cr, Al, Sb, Nb, V, Та, Sn, Zn, Zr, Cd, Gd, Ga, P, Au, Ag, Ge, Sm, Se, Ce, La, Bi, Pt, Pd, Be, Mg, Re, Rh, Y, Pb, As, В, Eu и S. Способ изготовления изделий из указанного сплава включает следующие этапы:
- формование заготовки путем горячей пластической деформации;
- механическая обработка заготовки до получения изделия заданной геометрии;
- нагрев изделия до температуры выше 800oС, но не более температуры плавления, в течение времени 1 мин - 100 ч;
- охлаждение изделия со скоростью, выбранной из интервала 1oС/с - 1oС/ч.
According to the decision of US Pat. No. 4,244,754, an alloy containing 0.1-10.0 wt.% Of at least one element from the group consisting of W, Si, Ti, the rest Fe and target additives in an amount of 0.01-45 , 00 wt. % in the form of at least one element from the group: Cr, Al, Sb, Nb, V, Ta, Sn, Zn, Zr, Cd, Gd, Ga, P, Au, Ag, Ge, Sm, Se, Ce, La , Bi, Pt, Pd, Be, Mg, Re, Rh, Y, Pb, As, B, Eu and S. A method of manufacturing products from the specified alloy includes the following steps:
- forming the workpiece by hot plastic deformation;
- machining the workpiece to obtain the product of a given geometry;
- heating the product to a temperature above 800 o C, but not more than the melting temperature, over a period of 1 minute - 100 hours;
- cooling the product at a speed selected from the interval 1 o C / s - 1 o C / h.

Готовое изделие имеет высокую демпфирующую способность. Однако на практике в случае необходимости дополнительной холодной обработки, например при изготовлении прецизионных изделий, особенно тонкостенных, демпфирующая способность резко снижается из-за наклепа. The finished product has a high damping ability. However, in practice, if additional cold working is necessary, for example, in the manufacture of precision products, especially thin-walled ones, the damping ability is sharply reduced due to hardening.

Существенным общим недостатком перечисленных способов, является получение низких значений ударной вязкости и малоцикловой усталости материала, а также сложная многооперационная технология приготовления и обработки сплава при изготовлении изделия с обеспечением высокой демпфирующей способности. A significant common drawback of these methods is to obtain low values of impact strength and low-cycle fatigue of the material, as well as a complex multi-operational technology for the preparation and processing of the alloy in the manufacture of the product with high damping ability.

Указанные недостатки частично преодолены решением, являющимся наиболее близким по технической сущности к заявляемому, описанным в Патенте РФ 1646297. These shortcomings are partially overcome by the solution, which is the closest in technical essence to the claimed one, described in RF Patent 1646297.

Известное решение включает горячую пластическую обработку демпфирующих сплавов на железной основе ферритного класса при температуре, на 10-250oС превышающей температуру Кюри (Тс), со степенью обжатия 25-95% для формования заготовки, механическую обработку под заданные размеры и термическую обработку полученного изделия при той же температуре (на 10-250oС превышающей температуру Кюри) с охлаждением со скоростью 10-100oС/ч до температуры Кюри, после чего охлаждают со скоростью, превышающей 100oС/ч. Для изготовления изделий в известном способе используют сплавы типа Fe-Cr (15%) - Al (1%). При реализации способа возможно использование сплава того же класса, защищенного Патентом РФ 1513939, имеющего следующий состав, мас.%:
Углерод - 0,005-0,015
Хром - 14,0-17,0
Алюминий - 0,5-2,5
Никель - 0,2-1,5
Молибден - 0,5-2,0
Ванадий - 0,08-0,50
Ниобий - 0,08-0,15
Церий - 0,005-0,060
Иттрий - 0,01-0,03
Железо - Остальное
При суммарном содержании алюминия, молибдена, ванадия, ниобия 1,5-3,5; отношении Al: (Mo+1,3V+l,6Nb)≤2, суммарном содержании элементов внедрения - углерода, кислорода, азота ≤0,02 и содержании углерода 0,005-0,015, азота 0,001-0,005, кислорода 0,001-0,006.
The known solution includes hot plastic processing of iron-based damping alloys of the ferrite class at a temperature of 10-250 o With higher than the Curie temperature (T s ), with a compression ratio of 25-95% for forming the workpiece, machining for the given dimensions and heat treatment of the obtained products at the same temperature (10-250 o C higher than the Curie temperature) with cooling at a speed of 10-100 o C / h to the Curie temperature, and then cooled at a speed exceeding 100 o C / h For the manufacture of products in the known method using alloys of the type Fe-Cr (15%) - Al (1%). When implementing the method, it is possible to use an alloy of the same class protected by RF Patent 1513939, having the following composition, wt.%:
Carbon - 0.005-0.015
Chrome - 14.0-17.0
Aluminum - 0.5-2.5
Nickel - 0.2-1.5
Molybdenum - 0.5-2.0
Vanadium - 0.08-0.50
Niobium - 0.08-0.15
Cerium - 0.005-0.060
Yttrium - 0.01-0.03
Iron - Else
With a total content of aluminum, molybdenum, vanadium, niobium 1.5-3.5; the ratio of Al: (Mo + 1.3V + l, 6Nb) ≤2, the total content of interstitial elements is carbon, oxygen, nitrogen ≤0.02 and the carbon content is 0.005-0.015, nitrogen is 0.001-0.005, oxygen is 0.001-0.006.

При использовании известного способа часто удается обеспечить повышение малоцикловой усталости и ударной вязкости при сохранении высокой демпфирующей способности. Однако в пределах, заявленных в известных патентах ограничений, не представляется возможным избежать большого разброса по величине свойств, например временное сопротивление разрыву σв = 400÷550 МПа, относительное удлинение δ=15-35%; ударная вязкость KCU•102=1,5-23,7 кДж/м2; коэффициент затухания Q-1•103=14-50. Коэффициент затухания или обратная добротность авторами приняты в качестве меры демпфирующей способности. Аналогичная картина наблюдается с технологическими свойствами. Так способность к резанию в зависимости от предыдущей обработки может быть на уровне как обычного конструкционного, так и труднообрабатываемого материала. В последнем случае изготовление тонкостенной детали и прецизионного изделия практически становится невозможным или связано с чрезвычайными трудностями обработки, преодоление которых возможно только дорогостоящими специальными способами, такими как электрохимическая, электроэрозионная и т.п. обработки.When using the known method, it is often possible to provide an increase in low-cycle fatigue and toughness while maintaining high damping ability. However, within the limits stated in the known patents of the limitations, it is not possible to avoid a large variation in the value of the properties, for example, tensile strength σ in = 400 ÷ 550 MPa, elongation δ = 15-35%; impact strength KCU • 10 2 = 1.5-23.7 kJ / m 2 ; attenuation coefficient Q -1 • 10 3 = 14-50. The attenuation coefficient or reverse quality factor is taken by the authors as a measure of damping ability. A similar pattern is observed with technological properties. So the ability to cut, depending on the previous processing, can be at the level of both ordinary structural and difficult to process material. In the latter case, the manufacture of a thin-walled part and a precision product is practically impossible or is associated with extreme processing difficulties, which can be overcome only by expensive special methods, such as electrochemical, electroerosive, etc. processing.

При необходимости регламентирования значений комплекса свойств применительно к требованиям, предъявляемым к конкретным изделиям, возникают еще более серьезные проблемы технологического порядка, что приводит к непростому поиску оптимизированных режимов обработки, а иногда и состава сплава. Особенно это важно для сложных дорогостоящих прецизионных приборов (оптико-электронных, электротехнических и др.), систем управления, средств наведения нового поколения, работающих в условиях вибраций. Здесь первостепенное значение при удовлетворительном комплексе механических свойств имеет обеспечение максимально высокого уровня демпфирующей способности. При ее оценке пиковым коэффициентом затухания Qp-1•103, его величина должна быть не менее 20. Авторы считают, что в настоящее время данная характеристика наиболее объективно отражает сущность предлагаемого технического решения. В случае же интенсивного многоциклового нагружения, в т.ч. длительного знакопеременного и ударного, требуется, наоборот, максимально высокий уровень механических свойств при удовлетворительной демпфирующей способности. А иногда желательно, чтобы металл готового изделия имел повышенные значения всех рассматриваемых характеристик.If it is necessary to regulate the values of the set of properties in relation to the requirements for specific products, even more serious problems of the technological order arise, which leads to a difficult search for optimized processing conditions, and sometimes the composition of the alloy. This is especially important for complex and expensive precision instruments (optoelectronic, electrical, etc.), control systems, new generation guidance tools operating in vibration conditions. Here, of paramount importance with a satisfactory combination of mechanical properties is to ensure the highest level of damping ability. When assessed by the peak attenuation coefficient Q p -1 • 10 3 , its value should be at least 20. The authors believe that at present this characteristic most objectively reflects the essence of the proposed technical solution. In the case of intense multi-cycle loading, incl. long alternating and shock, it is required, on the contrary, the highest level of mechanical properties with satisfactory damping ability. And sometimes it is desirable that the metal of the finished product has increased values of all the considered characteristics.

Предлагаемое техническое решение позволяет реализовать любой из перечисленных вариантов регламентации свойств как на технологической стадии производства, так и на эксплуатационной стадии при хранении и работе изделия. The proposed technical solution allows you to implement any of the listed options for regulating properties both at the technological stage of production and at the operational stage during storage and operation of the product.

Задачей заявляемого изобретения является создание технологии изготовления деталей из демпфирующего сплава ферритного класса, обеспечивающей расширение диапазона использования таких изделий за счет варьирования комплексом свойств в зависимости от заданных условий эксплуатации, снижение трудозатрат и энергоемкости в процессе изготовления и разброса величин свойств материала в конечном изделии. The objective of the invention is the creation of a manufacturing technology of parts from a damping alloy of a ferrite class, providing an extension of the range of use of such products by varying the set of properties depending on the specified operating conditions, reducing labor costs and energy consumption in the manufacturing process and the spread of the properties of the material in the final product.

Технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления изделия из демпфирующего сплава ферритного класса, содержащего легирующие элементы Cr, Mo, W, Al, Ni, V, Nb, Ti, Mn, Si, Се, Y, Mg, включающем горячую пластическую деформацию для формирования заготовки, последующую механическую и термическую обработку с получением конечного изделия, в процессе изготовления изделия целенаправленно изменяют внутреннее трение демпфирующего сплава, об уровне внутреннего трения судят по демпфирующей способности, которую оценивают по величине коэффициента затухания, при этом горячую пластическую обработку осуществляют в условиях, обеспечивающих пиковое значение коэффициента затухания сплава в заготовке не более 7, а термическую обработку осуществляют в условиях, обеспечивающих пиковое значение коэффициента затухания сплава в конечном изделии более 3. The technical result is achieved due to the fact that in the method of manufacturing a product from a damping alloy of ferrite class containing alloying elements Cr, Mo, W, Al, Ni, V, Nb, Ti, Mn, Si, Ce, Y, Mg, including hot plastic deformation for the formation of the workpiece, subsequent mechanical and heat treatment to obtain the final product, during the manufacturing process of the product, the internal friction of the damping alloy is purposefully changed, the level of internal friction is judged by the damping ability, which is estimated by the value of the coefficient the attenuation factor, while hot plastic processing is carried out under conditions providing a peak value of the alloy attenuation coefficient in the workpiece of not more than 7, and heat treatment is carried out under conditions providing a peak value of the alloy attenuation coefficient in the final product of more than 3.

Конечное изделие характеризуется составом демпфирующего сплава и следующими свойствами:
Демпфирующая способность Qр-1•103 - ≥10
Относительное удлинение δ, % - ≥15
Временное сопротивление разрыву σв, МПа - ≥250
При использовании, в частности, сплава ферритного класса на основе железа состава, мас.%:
Хром - 13-25
Алюминий - 0,5-4,0
Молибден - Не более 5,0
Никель - Не более 2,5
Ванадий - Не более 2,0
Ниобий - Не более 1,0
Церий - Не более 0,1
Иттрий - Не более 0,05
Углерод - Не более 0,025
Азот - Не более 0,010
Кислород - Не более 0,010
Железо - Остальное
и суммарном количестве C+N+O≤0,03 мас.% горячую пластическую обработку осуществляют со степенью обжатия не менее 20% с нагревом до температуры, превышающей температуру Кюри Тc не менее чем на 100oС, и окончанием деформации при температуре, не более чем на 100oС превышающей температуру Кюри, а термическую обработку проводят с нагревом до температуры, превышающей температуру Кюри не более чем на 550oС, и последующим охлаждением сначала со скоростью не более 150oС/ч до температуры, превышающей температуру Кюри не более чем на 50oС, затем со скоростью, превышающей 150oС/ч, в течение не более 2 часов, после чего скорость не контролируют. Сплав горячедеформированной заготовки перед механической обработкой должен иметь Qр-1•103≤7.
The final product is characterized by the composition of the damping alloy and the following properties:
Damping ability Q p -1 • 10 3 - ≥10
Elongation δ,% - ≥15
Tensile strength σ in , MPa - ≥250
When using, in particular, an alloy of ferritic class based on iron composition, wt.%:
Chrome - 13-25
Aluminum - 0.5-4.0
Molybdenum - Not more than 5.0
Nickel - No more than 2.5
Vanadium - Not more than 2.0
Niobium - Not more than 1.0
Cerium - Not more than 0.1
Yttrium - Not more than 0.05
Carbon - Not more than 0,025
Nitrogen - Not more than 0.010
Oxygen - Not more than 0.010
Iron - Else
and the total amount of C + N + O≤0.03 wt.% hot plastic processing is carried out with a compression ratio of at least 20% with heating to a temperature exceeding the Curie temperature T c not less than 100 o C, and the end of deformation at a temperature not more than 100 o С higher than the Curie temperature, and heat treatment is carried out with heating to a temperature exceeding the Curie temperature by no more than 550 o С, and then cooling first at a speed of not more than 150 o С / h to a temperature exceeding the Curie temperature not more than 50 o C, then at a rate exceeds an 150 o C / hr, for not more than 2 hours, after which the speed is not controlled. The alloy of the hot-deformed billet before machining should have Q p -1 • 10 3 ≤7.

Конечное изделие в этом случае характеризуется следующими признаками:
1) изготовлением из сплава состава, мас.%:
Хром - 13-25
Алюминий - 0,5-4,0
Молибден - Не более 5,0
Никель - Не более 2,5
Ванадий - Не более 2,0
Ниобий - Не более 1,0
Церий - Не более 0,1
Иттрий - Не более 0,05
Углерод - Не более 0,025
Азот - Не более 0,010
Кислород - Не более 0,010
Железо - Остальное
при содержании C+O+N не более 0,03 мас.%,
2) следующими свойствами:
Демпфирующая способность Qр-1•103 - ≥25
Относительное удлинение δ, % - ≥20
Временное сопротивление разрыву σв, МПа - ≥300
при использовании, в частности, сплава на железной основе состава, мас. %:
Хром - 13-20
Алюминий - 0,5-3,0
Молибден - Не более 5,0
Никель - Не более 2,5
Марганец - Не более 1,0
Ванадий - Не более 2,0
Ниобий - Не более 1,0
Кремний - Не более 1,0
Церий - Не более 0,1
Иттрий - Не более 0,05
Углерод - Не более 0,025
Азот - Не более 0,010
Кислород - Не более 0,010
Железо - Остальное
и суммарном количестве C+N+O не более 0,04,
горячую пластическую деформацию осуществляют со степенью обжатия не менее 30% с нагревом до температуры, превышающей температуру Кюри не более чем на 300oС, и окончанием деформации при температуре, не более чем на 50oС превышающей температуру Кюри, а термическую обработку проводят с температурой нагрева, превышающей температуру Кюри не более чем на 200oС, и последующим охлаждением сначала со скоростью не более 100oС/ч до температуры Кюри, затем со скоростью, превышающей 100oС/ч, в течение не более 3 часов, после чего скорость не контролируют.
The final product in this case is characterized by the following features:
1) the manufacture of the alloy composition, wt.%:
Chrome - 13-25
Aluminum - 0.5-4.0
Molybdenum - Not more than 5.0
Nickel - No more than 2.5
Vanadium - Not more than 2.0
Niobium - Not more than 1.0
Cerium - Not more than 0.1
Yttrium - Not more than 0.05
Carbon - Not more than 0,025
Nitrogen - Not more than 0.010
Oxygen - Not more than 0.010
Iron - Else
when the content of C + O + N is not more than 0.03 wt.%,
2) the following properties:
Damping ability Q p -1 • 10 3 - ≥25
Elongation δ,% - ≥20
Tensile strength σ in , MPa - ≥300
when using, in particular, an iron-based alloy composition, wt. %:
Chrome - 13-20
Aluminum - 0.5-3.0
Molybdenum - Not more than 5.0
Nickel - No more than 2.5
Manganese - Not more than 1.0
Vanadium - Not more than 2.0
Niobium - Not more than 1.0
Silicon - Not more than 1.0
Cerium - Not more than 0.1
Yttrium - Not more than 0.05
Carbon - Not more than 0,025
Nitrogen - Not more than 0.010
Oxygen - Not more than 0.010
Iron - Else
and the total amount of C + N + O is not more than 0.04,
hot plastic deformation is carried out with a compression ratio of not less than 30% with heating to a temperature exceeding the Curie temperature by no more than 300 ° C and ending with deformation at a temperature of not more than 50 ° C higher than the Curie temperature, and heat treatment is carried out with a temperature heating, exceeding the Curie temperature by no more than 200 o C, and subsequent cooling, first at a speed of not more than 100 o C / h to the Curie temperature, then at a speed exceeding 100 o C / h, for no more than 3 hours, after which speed is not controlled.

Конечное изделие в этом случае характеризуется:
1) изготовлением из сплава состава, мас.%:
Хром - 13-20
Алюминий - 0,5-3,0
Молибден - Не более 3,0
Никель - Не более 1,5
Марганец - Не более 1,0
Ванадий - Не более 1,0
Ниобий - Не более 1,0
Кремний - Не более 1,0
Церий - Не более 0,1
Иттрий - Не более 0,1
Углерод - Не более 0,025
Азот - Не более 0,010
Кислород - Не более 0,010
Железо - Остальное
и суммарном содержании C+N+O не более 0,04,
2) следующими свойствами:
Демпфирующая способность Qр-1•103 - ≥15
Относительное удлинение δ, % - ≥20
Временное сопротивление разрыву σв, МПа - ≥350
Ударная вязкость КСU•102, кДж/м2 - ≥5,0
Для получения прецизионного изделия конечное изделие, полученное из демпфирующего сплава ферритного класса, содержащего легирующие элементы Cr, Мо, W, Al, Ni, V, Nb, Ti, Mn, Si, Се, Y, Mg, путем горячей пластической обработки для формирования заготовки и термической обработки с целенаправленным изменением внутреннего трения демпфирующего сплава, при котором горячую пластическую обработку осуществляют в условиях, обеспечивающих пиковое значение коэффициента затухания сплава в заготовке не более 7, а термическую обработку осуществляют в условиях, обеспечивающих пиковое значение коэффициента затухания сплава в изделии более 3, конечное изделие дополнительно подвергают чистовой механической обработке с последующей термической обработкой при температуре, превышающей не более чем на 100oС температуру Кюри, после чего изделие охлаждают.
The final product in this case is characterized by:
1) the manufacture of the alloy composition, wt.%:
Chrome - 13-20
Aluminum - 0.5-3.0
Molybdenum - Not more than 3.0
Nickel - No more than 1.5
Manganese - Not more than 1.0
Vanadium - Not more than 1.0
Niobium - Not more than 1.0
Silicon - Not more than 1.0
Cerium - Not more than 0.1
Yttrium - Not more than 0.1
Carbon - Not more than 0,025
Nitrogen - Not more than 0.010
Oxygen - Not more than 0.010
Iron - Else
and the total content of C + N + O is not more than 0.04,
2) the following properties:
Damping ability Q p -1 • 10 3 - ≥15
Elongation δ,% - ≥20
Tensile strength σ in , MPa - ≥350
Impact strength КСU • 10 2 , kJ / m 2 - ≥5.0
To obtain a precision product, the final product obtained from a damping alloy of ferrite class containing alloying elements Cr, Mo, W, Al, Ni, V, Nb, Ti, Mn, Si, Ce, Y, Mg, by hot plastic processing to form a workpiece and heat treatment with a targeted change in the internal friction of the damping alloy, in which hot plastic processing is carried out under conditions providing a peak value of the attenuation coefficient of the alloy in the workpiece of not more than 7, and heat treatment is carried out under conditions both alloy ensures, peak value damping ratio in the product of more than 3, the final product is further subjected to finishing machining followed by heat treatment at a temperature exceeding by no more than 100 o C of the Curie temperature, whereupon the product is cooled.

Чистовую обработку осуществляют, например, шлифованием, полированием с предварительным шлифованием или другими подходящими способами. В результате такой обработки обеспечивается шероховатость Ra не более 2,5 мкм.Finishing is carried out, for example, by grinding, polishing with pre-grinding or other suitable methods. As a result of this treatment, a roughness R a of not more than 2.5 μm is ensured.

Предлагаемый способ изготовления изделия предусматривает такую последовательность операций и их режимы, при которых как на технологической, так и эксплуатационной стадиях достигается оптимальный результат с учетом использования сплава высокого демпфирования. The proposed method of manufacturing the product provides such a sequence of operations and their modes in which both the technological and operational stages achieve the optimal result, taking into account the use of high damping alloy.

Выбор состава сплава, получение заготовки и изготовление изделия осуществляют исходя из необходимости обеспечения технических требований, предъявляемых к конкретному изделию по геометрическим параметрам, технологическим и рабочим характеристикам. Это достигается за счет рационального изменения структуры и свойств, в первую очередь демпфирующей способности, по мере прохождения сплавом технологического цикла. The choice of the composition of the alloy, the preparation of the billet and the manufacture of the product is carried out on the basis of the need to ensure the technical requirements for a particular product in terms of geometric parameters, technological and operating characteristics. This is achieved due to a rational change in the structure and properties, primarily damping ability, as the alloy passes the technological cycle.

Авторами настоящего изобретения установлено, что существенное значение для обеспечения получения изделия из демпфирующего сплава с заданным комплексом свойств имеет величина внутреннего трения демпфирующего сплава, которая должна быть различной и целенаправленно противоположным образом изменяемой на разных стадиях процесса. Иначе говоря, если на технологической стадии обеспечивают минимальный коэффициент затухания Q-1 (обратная добротность), являющийся мерой демпфирующей способности и характеризующей уровень внутреннего трения, то в готовом изделии стремятся получить максимально возможную величину демпфирующей способности при заданных значениях механических свойств.The authors of the present invention found that the value of the internal friction of the damping alloy, which should be different and purposefully opposed in a different way at different stages of the process, is essential for providing a product from a damping alloy with a given set of properties. In other words, if at the technological stage they provide the minimum attenuation coefficient Q -1 (inverse quality factor), which is a measure of damping ability and characterizes the level of internal friction, then in the finished product they tend to get the maximum possible damping ability for given values of mechanical properties.

По мнению авторов наиболее целесообразно оценить величину демпфирующей способности по пиковому значению коэффициента затухания Qp-1•103.According to the authors, it is most advisable to estimate the damping capacity by the peak value of the attenuation coefficient Q p -1 • 10 3 .

Необходимо заметить, что в известных из уровня техники способах величину демпфирующей способности металла и соответственно пиковое значение коэффициента затухания Qp-1•103 на технологической стадии не учитывают и целенаправленно не изменяют.It should be noted that in the methods known from the prior art, the value of the damping ability of the metal and, accordingly, the peak value of the damping coefficient Q p -1 • 10 3 are not taken into account at the technological stage and are not purposefully changed.

Заготовка из сплава, имеющего пиковый коэффициент затухания Qp-1•103≥7, с трудом поддается механической обработке. При этом требуются повышенные усилия резания и энергозатраты, поверхность же деталей получается более шероховатой, а износостойкость инструмента оказывается пониженной по сравнению с аналогичными показателями обычных материалов одного уровня прочности. Указанные осложнения особенно трудно преодолимы в случае изготовления высокоточных и тонкостенных прецизионных изделий. Существенное значение такого условия для практики подтверждается иллюстрацией (см. чертеж), на которой представлены 2 образца, изготовленные из прутка ⌀16 мм демпфирующего сплава на основе железа. Один из образцов, имевший Qp-1•103=20 на технологической стадии, при механической обработке изогнулся и был забракован по геометрии. Другой с Qp-1•103≈1 на технологической стадии отвечает заданным требованиям.An alloy billet having a peak attenuation coefficient Q p -1 • 10 3 ≥7 is difficult to machine. At the same time, increased cutting forces and energy consumption are required, the surface of the parts is rougher, and the tool wear resistance is reduced compared to similar indicators of conventional materials of the same strength level. These complications are especially difficult to overcome in the case of manufacturing high-precision and thin-walled precision products. The essential significance of this condition for practice is confirmed by an illustration (see drawing), which shows 2 samples made of a ⌀16 mm bar of an iron-based damping alloy. One of the samples, which had Q p -1 • 10 3 = 20 at the technological stage, was bent during machining and was rejected in geometry. Another with Q p -1 • 10 3 ≈1 at the technological stage meets the specified requirements.

Помехозащищенность изделия, работающего в ударно- и циклически нагружаемых условиях, будет недостаточной при значении Qp-1•103≤3 материала. Как правило, уровни вибрации и шума здесь оказываются выше допустимых.The noise immunity of a product operating under shock and cyclically loaded conditions will be insufficient at a value of Q p -1 • 10 3 ≤3 material. As a rule, vibration and noise levels here are higher than permissible.

Обеспечение заданного значения уровня демпфирующей способности сплава в заготовке достигается горячей пластической деформацией, а в конечном изделии термической обработкой по заявленным режимам. Providing a given value of the level of damping ability of the alloy in the workpiece is achieved by hot plastic deformation, and in the final product by heat treatment according to the stated modes.

Легирование используемого сплава большинством из рассматриваемых легирующих элементов необходимо с целью получения разнообразия свойств, требуемых для различных виброактивных изделий с разными условиями эксплуатации. При этом металлические добавки (Cr, Mo, W, Al, Ni, V, Nb, Mn, Ti и Si) обеспечивают в основном прочностные характеристики, значения которых тем выше, чем больше содержание каждого элемента в отдельности или суммарное их содержание. Нижний предел величин добавок ограничивается из-за необходимости достижения требуемого уровня прочности, а верхний - недопущения хрупкости. The alloying of the alloy used by most of the alloying elements under consideration is necessary in order to obtain the variety of properties required for various vibroactive products with different operating conditions. At the same time, metal additives (Cr, Mo, W, Al, Ni, V, Nb, Mn, Ti and Si) provide mainly strength characteristics, the values of which are higher, the higher the content of each element individually or their total content. The lower limit of additives is limited due to the need to achieve the required level of strength, and the upper limit is to prevent brittleness.

Такой результат может быть достигнут различными сочетаниями добавок в зависимости от конкретных технологической целесообразности и организационно-экономических соображений. This result can be achieved by various combinations of additives depending on the specific technological feasibility and organizational and economic considerations.

Большинство легирующих элементов (Cr, Mo, W, A1, V, Nb, Ti, Si) выполняют роль стабилизатора α-фазы (феррита), т.е. способствуют получению сплава ферритного класса, а их содержание определяется необходимостью обеспечения заданного комплекса свойств применительно к конкретной задаче (изделию). Most alloying elements (Cr, Mo, W, A1, V, Nb, Ti, Si) play the role of a stabilizer of the α phase (ferrite), i.e. contribute to the production of an alloy of the ferritic class, and their content is determined by the need to ensure a given set of properties in relation to a specific task (product).

При необходимости иметь повышенное сопротивление ударному разрушению дополнительно вводят Ni и Мn. Они могут привести к созданию аустенитной фазы, которая допускается до 10 об.%. Никель позволяет также снизить порог хладноломкости. Ограничение верхнего уровня легирования γ-стабилизаторами (Мn, Ni) обусловлено тем, чтобы в готовом изделии сплав имел преимущественно структуру α-фазы с незначительным количеством других фаз в виде включений (интерметаллиды, карбиды, оксиды и т.п.), т.е. соответствовал по классификации ферромагнетикам, в которых сильно проявляется магнитомеханический механизм демпфирования. If necessary, to have increased resistance to impact destruction, Ni and Mn are additionally introduced. They can lead to the creation of an austenitic phase, which is allowed up to 10 vol.%. Nickel also reduces the cold brittleness threshold. The upper level of doping with γ-stabilizers (Mn, Ni) is limited due to the fact that the alloy in the finished product has a predominantly α-phase structure with a small number of other phases in the form of inclusions (intermetallic compounds, carbides, oxides, etc.), i.e. . according to the classification, ferromagnets, in which the magnetomechanical damping mechanism is strongly manifested.

Способ применим для изготовления изделий из ферромагнетиков не только на основе железа, но и на основе кобальта, никеля и др. элементов. The method is applicable for the manufacture of products from ferromagnets not only on the basis of iron, but also on the basis of cobalt, nickel and other elements.

Карбидообразующие и нитридообразующие (Mo, W, V, Nb), наряду с оксидообразующими (Al, Ti, Се, Y, Mg) введены для связывания элементов внедрения (С, N, О), т.е. выполняют рафинирующую роль. В очищенном от них феррите улучшается подвижность границ доменов, дислокаций и других структурно нестабильных образований, что облегчает условия проявления различных механизмов демпфирования. Кроме того, при этом достигается повышение пластичности, ударной вязкости, усталости сплава. Carbide-forming and nitride-forming (Mo, W, V, Nb), along with oxide-forming (Al, Ti, Ce, Y, Mg) are introduced to bind interstitial elements (C, N, O), i.e. perform a refining role. In the ferrite purified from them, the mobility of the boundaries of domains, dislocations, and other structurally unstable formations improves, which facilitates the conditions for the manifestation of various damping mechanisms. In addition, this increases the ductility, toughness, fatigue of the alloy.

Изделия, изготовленные по предложенному способу, отвечают заданным требованиям по геометрии и свойствам. Products made by the proposed method meet the specified requirements for geometry and properties.

Пример 1. Сплав, содержащий 18,0% хрома, 1,1% алюминия, 0,2% ниобия, 0,08% церия, 0,01% иттрия, 0,010% углерода, 0,005% азота, 0,006% кислорода, остальное железо и примеси, выплавлен в вакуумной индукционной печи. Слиток массой 25 кг подвергли сначала предварительному горячему деформированию при 1200oС для получения сутунки, а затем - при 1000oС (превышение температуры Кюри Тс на ~ 300oС) со степенью обжатия 25-30% и окончанием пластической обработки при температуре ~ 750oС (превышение температуры Кюри на ~50oС). Сплав в таком состоянии имел Qp-1•103=2-3. После механической обработки образцы изделий термически обработали в вакууме с нагревом до 1200oС (превышение температуры Кюри на ~500oС) и последующим охлаждением со скоростью 100oС/ч до температуры 725oС (Тс+25oС), затем со скоростью 200oС/ч в течение 3 часов, далее с неконтролируемой скоростью.Example 1. An alloy containing 18.0% chromium, 1.1% aluminum, 0.2% niobium, 0.08% cerium, 0.01% yttrium, 0.010% carbon, 0.005% nitrogen, 0.006% oxygen, the rest is iron and impurities smelted in a vacuum induction furnace. An ingot weighing 25 kg was first subjected to preliminary hot deformation at 1200 ° C to obtain a slurry, and then at 1000 ° C (Curie temperature T s exceeded by ~ 300 ° C) with a reduction ratio of 25-30% and the end of plastic processing at a temperature of ~ 750 o С (excess of Curie temperature by ~ 50 o С). The alloy in this state had Q p -1 • 10 3 = 2-3. After mechanical processing, product samples were heat-treated in vacuum with heating to 1200 o C (excess of the Curie temperature by ~ 500 o C) and subsequent cooling at a speed of 100 o C / h to a temperature of 725 o C (T s +25 o C), then at a speed of 200 o C / h for 3 hours, then at an uncontrolled speed.

Механические свойства определяли по стандартной методике на образцах Гагарина (ГОСТ 1497-84) и Менаже (ГОСТ 9454-78), а коэффициент затухания Q-1 - методом свободно затухающих крутильных колебаний на установке СПб Государственного университета. При этом возбуждение резонансных колебаний цилиндрического образца осуществляли электромагнитным способом. Затухающие механические колебания регистрировали механотронным датчиком. Двумя частотомерами и специальным делительным мостом фиксировали число колебаний N при уменьшении амплитуды в пределах от A1 до А2 и вычисляли коэффициент затухания, в том числе пиковый коэффициент затухания, по формуле

Figure 00000002

После вышеприведенной обработки предлагаемый сплав и изделия, выполненные из него, обладали следующим уровнем свойств:
Пиковый коэффициент затухания Qp-1•103 - 35-40
Относительное удлинение δ, % - 18-23
Временное сопротивление разрыву σв, МПа - 270-310
Пример 2. Сплав по составу и получению сутунки, как в примере 1, далее подвергли горячему деформированию при 850oС (превышение Тс на ~ 150oС), обеспечив при этом у сплава Qp-1•103=0,5-0,8. После механической обработки образцы и модели термически обработали в вакууме с нагревом до 720-750oС, выдержкой при этой температуре 1 ч и последующим охлаждением с выключенной вакуумной печью. Далее изделия были дополнительно механически обработаны (шлифованием) и повторно подвергнуты термообработке по режиму, указанному выше, а затем прошли испытания.The mechanical properties were determined according to the standard method on the samples of Gagarin (GOST 1497-84) and Menage (GOST 9454-78), and the damping coefficient Q -1 was determined by the method of freely damped torsional vibrations at the St. Petersburg State University installation. In this case, the resonance vibrations of the cylindrical sample were excited by the electromagnetic method. The damped mechanical vibrations were recorded by a mechatronic sensor. Two frequency meters and a special dividing bridge fixed the number of oscillations N with decreasing amplitude in the range from A 1 to A 2 and calculated the attenuation coefficient, including the peak attenuation coefficient, by the formula
Figure 00000002

After the above processing, the proposed alloy and products made from it, had the following level of properties:
Peak attenuation coefficient Q p -1 • 10 3 - 35-40
Relative elongation δ,% - 18-23
Tensile strength σ in , MPa - 270-310
Example 2. The alloy according to the composition and preparation of the slider, as in example 1, was further subjected to hot deformation at 850 ° C (exceeding T s by ~ 150 ° C), while ensuring that the alloy Q p -1 • 10 3 = 0.5 -0.8. After machining, the samples and models were heat-treated in vacuum with heating to 720-750 o C, holding at this temperature for 1 h and subsequent cooling with the vacuum oven turned off. Further, the products were additionally mechanically processed (by grinding) and re-subjected to heat treatment according to the regime indicated above, and then they were tested.

Сплав и изделия, выполненные из него по описанному выше способу, имели следующие свойства:
Коэффициент затухания Qp-1•103 - 15-20
Относительное удлинение δ, % - 35-40
Временное сопротивление разрыву σв, МПа - 400-450
Ударная вязкость KCU•102, кДж/м2 - >30,0
Шероховатость Rа, мкм - 0,049-0,081
Для ферромагнетиков на нежелезной основе заявленные параметры способа (Qp-1•103≤7 на технологической стадии и Qp-1•103≥3 в конечном изделии) также существенны, в частности для сплавов на основах Co-Ni (22,5 Ni; 1,8 Ti; 1,1 Zr; 0,4 Mn; 0,3 Fe; 0,2 Al; 0,2 Si; 0,02 C; Co - остальное или 35,0 Ni; 3,5 Ti; 1,5 Al; Co - остальное), Co-Fe (48,0 Fe; 1,5 V; Co - остальное) и Ni (2,0 Ti; Ni - остальное). Содержание легирующих элементов в мас.%.
Alloy and products made from it according to the method described above had the following properties:
Attenuation coefficient Q p -1 • 10 3 - 15-20
Relative elongation δ,% - 35-40
Tensile strength σ in , MPa - 400-450
Impact strength KCU • 10 2 , kJ / m 2 -> 30,0
Roughness R a , microns - 0.049-0.081
For nonferrous ferromagnets, the claimed process parameters (Q p -1 • 10 3 ≤7 at the technological stage and Q p -1 • 10 3 ≥3 in the final product) are also significant, in particular for Co-Ni-based alloys (22, 5 Ni; 1.8 Ti; 1.1 Zr; 0.4 Mn; 0.3 Fe; 0.2 Al; 0.2 Si; 0.02 C; Co - the rest or 35.0 Ni; 3.5 Ti; 1.5 Al; Co - the rest), Co-Fe (48.0 Fe; 1.5 V; Co - the rest) and Ni (2.0 Ti; Ni - the rest). The content of alloying elements in wt.%.

Применение изделий или отдельных исполнительных элементов, изготовленных по предложенному способу, по сравнению с изготовленными по известным техническим решениям, позволяет:
- снизить уровни вибронапряженности, перегрузки и виброускорения, а также звукового давления;
- повысить виброустойчивость, ресурс, вибрационную надежность, акустическое совершенство системы при воздействии циклических и ударных нагрузок;
- изменить частоту собственных и резонансных колебаний;
- повысить производительность и экологию труда за счет снижения уровня шумовой загрязненности, улучшения обрабатываемости и технологичности производственного цикла;
- реализовать оригинальные и упрощенные варианты конструкторско-технологических решений в самых разнообразных объектах современной, особенно прецизионной, техники, в том числе двигателях, приборах, устройствах различного назначения, силовых и командных системах, транспорте и т.п.;
- снизить разброс свойств в сплаве конечного изделия;
- обеспечить стабильность структуры и комплекса свойств при длительной эксплуатации изделия.
The use of products or individual actuators manufactured by the proposed method, compared with those manufactured by known technical solutions, allows you to:
- reduce the levels of vibration stress, overload and vibration acceleration, as well as sound pressure;
- increase vibration resistance, resource, vibrational reliability, acoustic perfection of the system when exposed to cyclic and shock loads;
- change the frequency of natural and resonant vibrations;
- to increase productivity and labor ecology by reducing the level of noise pollution, improving workability and manufacturability of the production cycle;
- implement original and simplified versions of design and technological solutions in a wide variety of modern facilities, especially precision, technology, including engines, devices, devices for various purposes, power and command systems, transport, etc .;
- reduce the dispersion of properties in the alloy of the final product;
- to ensure the stability of the structure and complex of properties during long-term operation of the product.

Claims (10)

1. Способ изготовления изделия из демпфирующего сплава ферритного класса с легирующими элементами Cr, Mo, Al, Ni, V, Nb, Ce, Y, включающий пластическую деформацию с нагревом для формирования заготовки, механическую обработку заготовки и термическую обработку на стадии изготовления конечного изделия, отличающийся тем, что используют сплав, дополнительно содержащий, по меньшей мере, один из элементов, входящих в группу W, Ti, Mn, Si и Mg, при следующем соотношении компонентов: не более 25,0 мас.% по меньшей мере одного из элементов, входящих в группу, содержащую Cr, Mo, W, не более 10 мас.% по меньшей мере одного из элементов, входящих в группу, содержащую А1, V, Nb, Ti, Si, не более 5,0 мас.% по меньшей мере одного из элементов, входящих в группу, содержащую Ni, Mn, не более 0,20 мас.% по меньшей мере одного из элементов, входящих в группу, содержащую Се, Y, Mg, элементы внедрения - С, N,O суммарно не более 0,05 мас.%, при этом суммарное содержание легирующих элементов не менее 10 мас.%, остальное - основа, а в процессе изготовления изделия целенаправленно измеряют внутреннее трение демпфирующего сплава, об уровне внутреннего трения судят по демпфирующей способности, которую оценивают по величине коэффициента затухания, при этом пластическую деформацию с нагревом осуществляют в условиях, обеспечивающих пиковое значение коэффициента затухания сплава в заготовке не более 7, а термическую обработку на стадии изготовления конечного изделия осуществляют в условиях, обеспечивающих пиковое значение коэффициента затухания сплава в конечном изделии более 3.1. A method of manufacturing a product from a damping alloy of ferrite class with alloying elements Cr, Mo, Al, Ni, V, Nb, Ce, Y, including plastic deformation with heating to form a workpiece, machining the workpiece and heat treatment at the stage of manufacturing the final product, characterized in that an alloy is used, additionally containing at least one of the elements included in the group W, Ti, Mn, Si and Mg, with the following ratio of components: not more than 25.0 wt.% at least one of the elements included in the group containing Cr, Mo, W, not more than 10 wt.% At least one of the elements included in the group comprising A1, V, Nb, Ti, Si, not more than 5.0 wt.% At least one of the elements included in the group containing Ni, Mn, not more than 0.20 wt.% at least one of the elements included in the group containing Ce, Y, Mg, the introduction elements - C, N, O in total no more than 0.05 wt. %, while the total content of alloying elements is not less than 10 wt.%, the rest is the basis, and in the process of manufacturing the product purposefully measure the internal friction of the damping alloy, the level of internal friction judged by the damping ability, which is estimated by the value of the attenuation coefficient, while plastic deformation with heating is carried out under conditions providing a peak value of the coefficient of attenuation of the alloy in the workpiece not more than 7, and heat treatment at the stage of manufacture of the final product is carried out under conditions providing a peak value of the coefficient alloy attenuation in the final product more than 3. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют сплав на железной основе следующего состава, мас.%:2. The method according to claim 1, characterized in that they use an iron-based alloy of the following composition, wt.%: Хром 13-25Chrome 13-25 Алюминий 0,5-4,0Aluminum 0.5-4.0 Молибден Не более 5,0Molybdenum Not more than 5.0 Никель Не более 2,5Nickel No more than 2.5 Ванадий Не более 2,0Vanadium Not more than 2.0 Ниобий Не более 1,0Niobium Not more than 1.0 Церий Не более 0,1Cerium Not more than 0.1 Иттрий Не более 0,05Yttrium Not more than 0.05 Углерод Не более 0,025Carbon Not more than 0,025 Азот Не более 0,010Nitrogen Not more than 0.010 Кислород Не более 0,010Oxygen Not more than 0.010 Железо ОстальноеIron Else и суммарном количестве С+N+O не более 0,03 мас.%, а пластическую деформацию с нагревом осуществляют со степенью обжатия не менее 20% с нагревом до температуры, превышающей температуру Кюри не менее чем на 100°С и окончанием деформации при температуре не более чем на 100°С превышающей температуру Кюри, а термическую обработку на стадии изготовления конечного изделия проводят с нагревом до температуры, превышающей температуру Кюри не менее чем на 550°С, и последующим охлаждением со скоростью не более 150°С/ч до температуры, превышающей температуру Кюри не более чем на 50°С, затем со скоростью, превышающей 150°С/ч, в течение не более 2 ч, после чего охлаждают с неконтролируемой скоростью.and the total amount of C + N + O is not more than 0.03 wt.%, and plastic deformation with heating is carried out with a compression ratio of at least 20% with heating to a temperature exceeding the Curie temperature by at least 100 ° C and ending with deformation at a temperature not more than 100 ° C higher than the Curie temperature, and heat treatment at the stage of manufacturing the final product is carried out with heating to a temperature exceeding the Curie temperature by at least 550 ° C, and subsequent cooling at a speed of not more than 150 ° C / h to temperature above temperature Cure and not more than 50 ° C, then at a speed exceeding 150 ° C / h for no more than 2 hours, after which it is cooled at an uncontrolled speed. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют сплав на железной основе следующего состава, мас.%:3. The method according to claim 1, characterized in that they use an iron-based alloy of the following composition, wt.%: Хром 13-20Chrome 13-20 Алюминий 0,5-3,0Aluminum 0.5-3.0 Молибден Не более 3,0Molybdenum Not more than 3.0 Никель Не более 1,5Nickel Not more than 1.5 Марганец Не более 1,0Manganese Not more than 1.0 Ванадий Не более 1,0Vanadium Not more than 1.0 Ниобий Не более 1,0Niobium Not more than 1.0 Кремний Не более 1,0Silicon Not more than 1.0 Церий Не более 0,10Cerium Not more than 0.10 Иттрий Не более 0,10Yttrium Not more than 0.10 Углерод Не более 0,025Carbon Not more than 0,025 Азот Не более 0,010Nitrogen Not more than 0.010 Кислород Не более 0,010Oxygen Not more than 0.010 Железо ОстальноеIron Else и суммарном количестве С+N+O не более 0,4 мас.%, пластическую деформацию с нагревом осуществляют со степенью обжатия не менее 30%, нагревом до температуры, превышающей температуру Кюри не более чем на 300°С, и окончанием деформации при температуре не более чем на 50°С превышающей температуру Кюри, а термическую обработку на стадии изготовления конечного изделия проводят с нагревом до температуры, превышающей температуру Кюре не более чем на 200°С, и последующим охлаждением сначала со скоростью не более 100°С/ч до температуры Кюри, затем со скоростью, превышающей 100°С/ч в течение не более 3 ч, после чего охлаждают с неконтролируемой скоростью.and the total amount of C + N + O is not more than 0.4 wt.%, plastic deformation with heating is carried out with a compression ratio of at least 30%, heating to a temperature exceeding the Curie temperature by no more than 300 ° C, and the end of deformation at a temperature not more than 50 ° C higher than the Curie temperature, and heat treatment at the stage of manufacturing the final product is carried out with heating to a temperature higher than the Curie temperature by no more than 200 ° C, and then cooled first at a speed of no more than 100 ° C / h to Curie temperature, then at a speed exceeding 100 ° C / h for no more than 3 hours, after which it is cooled at an uncontrolled speed. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что конечное изделие дополнительно подвергают чистовой механической обработке с последующей термической обработкой при температуре, превышающей не более чем на 100°С температуру Кюри, после чего изделие охлаждают.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the final product is additionally subjected to mechanical finishing followed by heat treatment at a temperature exceeding the Curie temperature by no more than 100 ° C, after which the product is cooled. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что чистовую механическую обработку осуществляют шлифованием.5. The method according to claim 4, characterized in that the finishing machining is carried out by grinding. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что чистовую механическую обработку осуществляют полированием с предварительным шлифованием.6. The method according to claim 4, characterized in that the finishing machining is carried out by polishing with preliminary grinding. 7. Изделие, изготовленное из демпфирующего сплава ферритного класса, содержащего легирующие элементы Сr, Mo, Al, Ni, V, Nb, Ce, Y, отличающееся тем, что оно изготовлено способом по любому из пп.1-3, и характеризуется следующими свойствами: демпфирующая способность Q -1 p ·103 ≥10, относительное удлинение δ ≥ 15%, предел прочности σв ≥ 250 МПа.7. The product is made of a damping alloy of ferrite class containing alloying elements Cr, Mo, Al, Ni, V, Nb, Ce, Y, characterized in that it is made by the method according to any one of claims 1 to 3, and is characterized by the following properties : damping ability Q -1 p · 10 3 ≥10, elongation δ ≥ 15%, tensile strength σ in ≥ 250 MPa. 8. Изделие по п.7, отличающееся тем, что оно изготовлено способом по п.2 и характеризуется следующими свойствами: демпфирующая способность Q -1 p ·103 ≥ 25, относительное удлинение δ ≥ 20%, временное сопротивление разрыву σв ≥ 300 МПа.8. The product according to claim 7, characterized in that it is manufactured by the method according to claim 2 and is characterized by the following properties: damping ability Q -1 p · 10 3 ≥ 25, elongation δ ≥ 20%, temporary tensile strength σ in ≥ 300 MPa. 9. Изделие по п.7, отличающееся тем, что оно изготовлено способом по п.3 и характеризуется следующими свойствами: демпфирующая способность Q -1 p ·103 ≥ 15, относительное удлинение δ ≥ 20%, предел прочности σв ≥ 350 МПа, ударная вязкость KCU·102 ≥ 5,0 кДж/м2.9. The product according to claim 7, characterized in that it is manufactured by the method according to claim 3 and is characterized by the following properties: damping ability Q -1 p · 10 3 ≥ 15, elongation δ ≥ 20%, tensile strength σ in ≥ 350 MPa, impact strength KCU · 10 2 ≥ 5.0 kJ / m 2 . 10. Изделие по п.7, отличающееся тем, что оно изготовлено способом по любому из пп.4-6 и характеризуется следующими свойствами: демпфирующая способность Q -1 p ·103 ≥ 10, относительное удлинение δ ≥ 15%, временное сопротивление разрыву σв ≥ 250 МПа, ударная вязкость KCU·102 ≥ 10,0 кДж/м2, шероховатость Ra, ≤ 2,5 мкм.10. The product according to claim 7, characterized in that it is manufactured by the method according to any one of claims 4 to 6 and is characterized by the following properties: damping ability Q -1 p · 10 3 ≥ 10, elongation δ ≥ 15%, tensile strength σ in ≥ 250 MPa, impact strength KCU · 10 2 ≥ 10.0 kJ / m 2 , roughness R a , ≤ 2.5 μm.
RU2001130436A 2001-10-31 2001-10-31 Method of manufacturing article from ferrite-class damping alloy and article manufactured by this method RU2219252C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001130436A RU2219252C2 (en) 2001-10-31 2001-10-31 Method of manufacturing article from ferrite-class damping alloy and article manufactured by this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001130436A RU2219252C2 (en) 2001-10-31 2001-10-31 Method of manufacturing article from ferrite-class damping alloy and article manufactured by this method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001130436A RU2001130436A (en) 2003-07-20
RU2219252C2 true RU2219252C2 (en) 2003-12-20

Family

ID=32065645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001130436A RU2219252C2 (en) 2001-10-31 2001-10-31 Method of manufacturing article from ferrite-class damping alloy and article manufactured by this method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2219252C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2417271C1 (en) * 2010-02-04 2011-04-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Alloy

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4244754A (en) * 1975-07-05 1981-01-13 The Foundation: The Research Institute Of Electric And Magnetic Alloys Process for producing high damping capacity alloy and product
EP0495123A1 (en) * 1990-08-04 1992-07-22 Nkk Corporation Damping alloy
EP0540792A1 (en) * 1990-05-08 1993-05-12 Kawasaki Steel Corporation Steel having excellent vibration-damping properties and weldability
SU1646297A1 (en) * 1988-07-29 1996-02-20 Б.С. Крылов Method for treating products from ferrite high-damping alloys
SU1513939A1 (en) * 1987-09-18 1996-02-27 В.И. Крахмалев Damping corrosion-resistant alloy

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4244754A (en) * 1975-07-05 1981-01-13 The Foundation: The Research Institute Of Electric And Magnetic Alloys Process for producing high damping capacity alloy and product
SU1513939A1 (en) * 1987-09-18 1996-02-27 В.И. Крахмалев Damping corrosion-resistant alloy
SU1646297A1 (en) * 1988-07-29 1996-02-20 Б.С. Крылов Method for treating products from ferrite high-damping alloys
EP0540792A1 (en) * 1990-05-08 1993-05-12 Kawasaki Steel Corporation Steel having excellent vibration-damping properties and weldability
EP0495123A1 (en) * 1990-08-04 1992-07-22 Nkk Corporation Damping alloy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2417271C1 (en) * 2010-02-04 2011-04-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Alloy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Some aspects of high manganese twinning-induced plasticity (TWIP) steel, a review
Bramfitt Structure/property relationships in irons and steels
Simmons Strain hardening and plastic flow properties of nitrogen-alloyed Fe-17Cr-(8–10) Mn-5Ni austenitic stainless steels
JP5344454B2 (en) Steel for warm working, warm working method using the steel, and steel and steel parts obtained thereby
JP4205167B2 (en) Induction-quenched trace alloy steel with high fatigue strength properties
CN103429766B (en) There is the bainitic steel of high strength and high-elongation and manufacture the method for described bainitic steel
HK1205206A1 (en) Hot work tool steel with outstanding toughness and thermal conductivity
EP1396552B1 (en) Double phase stainless steel strip for steel belt
KR100682150B1 (en) Steel wire for light foot spring, new wire for light foot spring and manufacturing method of light foot spring and light foot spring
EP1352980A1 (en) High silicon stainless
JP4798461B2 (en) Ultra high strength austenitic stainless steel
JP2007162128A (en) Case hardening steel having excellent forgeability and crystal grain-coarsening prevention property, its production method and carburized component
JP4984272B2 (en) Steel with excellent vibration damping performance, method for producing the same, and damping body including the steel
JP3550132B2 (en) Precipitation hardening type soft magnetic ferritic stainless steel
Yirik et al. Microstructural and mechanical properties of hot deformed AISI 4340 steel produced by powder metallurgy
JP2617029B2 (en) Corrosion resistant alloy, hot rolling roll, method for producing the same, and hot rolling mill
JP5406686B2 (en) Non-magnetic steel
JP4210495B2 (en) High-strength soft magnetic stainless steel and manufacturing method thereof
WO2019142946A1 (en) Bearing steel component, and steel bar for bearing steel component
JP2012017484A (en) Steel for bolt, bolt, and method for production of the bolt
RU2219252C2 (en) Method of manufacturing article from ferrite-class damping alloy and article manufactured by this method
Yan Study of Bauschinger effect in various spring steels
WO1987004731A1 (en) Corrosion resistant stainless steel alloys having intermediate strength and good machinability
JP2007302937A (en) Steel plate for quenched member, quenched member and method for producing the same
JPH1180906A (en) High strength stainless steel strip increased in yield stress, and its production

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071101

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20091020

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121101