СПОСОБЫ ФОРМОВКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

1. Способ формовки металлического изделия, включающий:
индукционный нагрев ограниченной области металлического изделия до температуры формовки, в котором температура формовки находится в диапазоне температур формовки от 0,20 до 0,50 от температуры плавления материала; и
формовку металлического изделия в этой ограниченной области.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формовка металлического изделия включает, по меньшей мере, одну из операций гибки, волочения, пробивки, штамповки и профилирования.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит материал, выбираемый из титанового сплава, сплава на основе никеля, нержавеющей стали, высокопрочной низколегированной стали и броневого стального сплава.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое изделие выбирается из слитка, болванки, блюма, круглого проката, квадратного профиля, экструзивного профиля, трубы, трубки, сляба, листа и плиты.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое изделие представляет собой плиту, ограниченная область включает линейную область, а формовка металлического изделия включает гибку металлического изделия в линейной области.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит титановый сплав.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из титановых сплавов ASTM Grades 5, 6, 12, 19, 20, 21, 23, 24, 25, 29, 32, 35, 36 и 38.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит специальную сталь.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит материал, выбираемый из стальной брони 500 BHN, стальной брони 600 BHN, стальной брони 700 BHN, высокопрочной низколегированной стали, сплава RHA, сплава ННА и сплава UHH.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит сплав на основе никеля.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое изделие имеет толщину по меньшей мере 0,125 дюйма (3,175 мм).
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое изделие имеет толщину по меньшей мере 0,1875 дюйма (4,763 мм).
2
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит титановый сплав Ti-4AI-2,5V-1,5Fe-0,25O (UNS 54250), а диапазон температур формовки составляет от 728°F до 874°F (от 387°C до 468°C).
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит титановый сплав, а диапазон температур формовки составляет от 700°F до 900°F
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что индукционный нагрев ограниченной области включает нагрев ограниченной области с помощью по меньшей мере одного устройства индукционного нагрева до температуры, находящейся в диапазоне температур формовки.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что формовка металлического изделия в этой ограниченной области включает гибку металлического изделия в этой ограниченной области до радиуса по меньшей мере 2t.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что формовка металлического изделия в этой ограниченной области включает гибку металлического изделия в этой ограниченной области до радиуса по меньшей мере 1t.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что после формовки ограниченная область металлического изделия свободна от контролируемых дефектов и трещин.
19. Способ гибки металлического листа, включающий:
индукционный нагрев линейной области металлической плиты до температуры гибки, в котором температура гибки находится в диапазоне температур гибки от 0,2 до 0,5 от температуры плавления металлической плиты; и
гибку металлической плиты в линейной области.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что металлическая плита содержит материал, выбираемый из титанового сплава, сплава на основе никеля, нержавеющей стали, высокопрочной низколегированной стали и броневого стального сплава.
21. Способ по п.19, отличающийся тем, что металлическая плита содержит титановый сплав.
22. Способ по п.19, отличающийся тем, что металлическая плита содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из титановых сплавов ASTM Grades 5, 6, 12, 19, 20, 21, 23, 24, 25, 29, 32, 35, 36 и 38.
23. Способ по п.19, отличающийся тем, что металлическая плита содержит специальную сталь.
24. Способ по п.19, отличающийся тем, что металлическая плита содержит материал, выбираемый из стальной брони 400 BHN, стальной брони 500 BHN, стальной брони 600 BHN, стальной брони 700 BHN, высокопрочной низколегированной стали, сплава RHA, сплава ННА и сплава UHH.
25. Способ по п.19, отличающийся тем, что металлическая плита имеет толщину по меньшей мере 0,125 дюйма (3,175 мм).
26. Способ по п.19, отличающийся тем, что металлическая плита имеет толщину по меньшей мере 0,1875 дюйма (4,763 мм).
2
27. Способ по п.19, отличающийся тем, что металлическая плита содержит титановый сплав Ti-4AI-2,5V-1,5Fe-0,25O (UNS 54250), а диапазон температур гибки составляет от 728°F до 874°F (от 387°C до 468°C).
28. Способ по п.19, отличающийся тем, что металлическая плита содержит титановый сплав, а диапазон температур гибки составляет от 700°F до 900°F.
29. Способ по п.19, отличающийся тем, что индукционный нагрев линейной области включает нагрев линейной области с помощью по меньшей мере одного устройства индукционного нагрева до температуры, находящейся в диапазоне температур гибки.
30. Способ по п.19, отличающийся тем, что гибка металлической плиты в линейной области включает гибку металлической плиты в линейной области до радиуса по меньшей мере 2t.
31. Способ по п.19, отличающийся тем, что гибка металлической плиты в линейной области включает гибку металлической плиты в линейной области до радиуса по меньшей мере 1t.
32. Способ по п.19, отличающийся тем, что после формовки ограниченная область металлического изделия свободна от контролируемых дефектов и трещин.
33. Способ формования металлического материала, включающий:
размещение металлического изделия, содержащего материал, выбранный из металла и металлического сплава, на поверхности ферросплава;
индукционный нагрев ограниченной области поверхности ферросплава, соприкасающейся с ограниченной областью металлического изделия, до заранее определенной температуры, и таким образом нагрева за счет теплопроводности ограниченной области металлического изделия до температуры формовки, находящейся в пределах диапазона температур формовки; и
формовку металлического изделия в ограниченной области металлического изделия.
34. Способ по п.33, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит материал, выбираемый из титанового сплава, сплава на основе никеля, нержавеющей стали, высокопрочной низколегированной стали и броневого стального сплава.
35. Способ по п.33, отличающийся тем, что диапазон температур формовки составляет от 0,2 до 0,5 от температуры плавления металлического материала.
36. Способ по п.33, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит титановый сплав.
37. Способ по п.33, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из титановых сплавов ASTM Grades 5, 6, 12, 19, 20, 21, 23, 24, 25, 29, 32, 35, 36 и 38.
38. Способ по п.33, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит сплав на основе никеля.
39. Способ по п.33, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит специальную сталь.
40. Способ по п.33, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит материал, выбираемый из стальной брони 400 BHN, стальной брони 500 BHN, стальной брони 600 BHN, стальной брони 700 BHN, высокопрочной низколегированной стали, сплава RHA, сплава ННА и сплава UHH.
41. Способ по п.33, отличающийся тем, что металлическое изделие представляет собой плиту, ограниченная область включает линейную область, а формовка металлического изделия в этой ограниченной области включает гибку плиты в линейной области.
42. Способ по п.33, отличающийся тем, что металлическое изделие имеет толщину по меньшей мере 0,125 дюйма (3,175 мм).
43. Способ по п.33, отличающийся тем, что металлическое изделие имеет толщину по меньшей мере 0,1875 дюйма (4,763 мм).
2
44. Способ по п.33, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит титановый сплав Ti-4AI-2,5V-1,5Fe-0,25O (UNS 54250), а диапазон температур формовки составляет от 728°F до 874°F (от 387°C до 468°C).
45. Способ по п.33, отличающийся тем, что металлическое изделие содержит титановый сплав, а диапазон температур формовки составляет от 700°F до 900°F
46. Способ по п.33, в котором индукционный нагрев ограниченной области поверхности ферросплава включает нагрев ограниченной области поверхности ферросплава с помощью по меньшей мере одного устройства индукционного нагрева.
47. Способ по п.33, отличающийся тем, что формовка металлического изделия в ограниченной области включает гибку металлического изделия в этой ограниченной области до радиуса по меньшей мере 2t.
48. Способ по п.33, отличающийся тем, что формовка металлического изделия в ограниченной области включает гибку металлического изделия в этой ограниченной области до радиуса по меньшей мере 1t.
49. Способ по п.33, отличающийся тем, что после формовки ограниченная область свободна от контролируемых дефектов и трещин.
50. Способ по п.33, отличающийся тем, что металлическое изделие выбирается из слитка, болванки, блюма, круглого проката, квадратного профиля, экструзивного профиля, трубы, трубки, сляба, листа и плиты.
51. Способ гибки металлической плиты, включающий:
размещение металлической плиты, содержащей материал, выбранный из металла и металлического сплава, на поверхности ферросплава;
индукционный нагрев линейной области поверхности ферросплава, соприкасающейся с линейной областью металлической плиты, до заранее определенной температуры, и таким образом нагрева за счет теплопроводности линейной области металлической плиты до температуры гибки, находящейся в пределах диапазона температур гибки; и
гибку металлической плиты в линейной области металлической плиты.
52. Способ по п.51, отличающийся тем, что диапазон температур гибки составляет от 0,2 до 0,5 от температуры плавления материала.
53. Способ по п.51, отличающийся тем, что металлическая плита содержит материал, выбираемый из титанового сплава, сплава на основе никеля, нержавеющей стали, высокопрочной низколегированной стали и броневого стального сплава.
54. Способ по п.51, отличающийся тем, что металлическая плита содержит титановый сплав.
55. Способ по п.51, отличающийся тем, что металлическая плита содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из титановых сплавов ASTM Grades 5, 6, 12, 19, 20, 21, 23, 24, 25, 29, 32, 35, 36 и 38.
56. Способ по п.51, отличающийся тем, что металлическая плита содержит сплав на основе никеля.
57. Способ по п.51, отличающийся тем, что металлическая плита содержит специальную сталь.
58. Способ по п.51, отличающийся тем, что металлическая плита содержит материал, выбираемый из стальной брони 500 BHN, стальной брони 600 BHN, стальной брони 700 BHN, высокопрочной низколегированной стали, сплава RHA, сплава ННА и сплава UHH.
59. Способ по п.51, отличающийся тем, что металлическая плита имеет толщину по меньшей мере 0,125 дюйма (3,175 мм).
60. Способ по п.51, отличающийся тем, что металлическая плита имеет толщину по меньшей мере 0,1875 дюйма (4,763 мм).
2
61. Способ по п.51, отличающийся тем, что металлическая плита содержит титановый сплав Ti-4AI-2,5V-1,5Fe-0,25O (UNS R54250), а диапазон температур гибки составляет от 728°F до 874°F (от 387°C до 468°C).
62. Способ по п.51, отличающийся тем, что металлическая плита содержит титановый сплав, а диапазон температур гибки составляет от 700°F до 900°F.
63. Способ по п.51, отличающийся тем, что индукционный нагрев линейной области поверхности ферросплава включает нагрев линейной области поверхности ферросплава с помощью по меньшей мере одного устройства индукционного нагрева.
64. Способ по п.51, отличающийся тем, что гибка металлической плиты в линейной области включает гибку металлической плиты в линейной области до радиуса гибки по меньшей мере 2t.
65. Способ по п.51, отличающийся тем, что гибка металлической плиты вдоль линейной области включает гибку металлической плиты в линейной области до радиуса гибки по меньшей мере 1t.
66. Способ по п.51, отличающийся тем, что после гибки линейная область свободна от контролируемых дефектов и трещин.
67. Устройство для местного нагрева металлического изделия, содержащего материал, выбранный из металла и металлического сплава, включающее:
опору, включающую поверхность ферросплава; и
по меньшей мере одно устройство индукционного нагрева;
в котором по меньшей мере одно устройство индукционного нагрева установлено и пригодно к индукционному нагреву ограниченной области поверхности ферросплава, и в котором подвергнутая индукционному нагреву ограниченная область поверхности ферросплава пригодна к нагреву до заданной температуры ограниченной области металлического изделия, содержащего материал, выбранный из металла и металлического сплава, и расположенного на поверхности ферросплава.
68. Устройство по п.67, отличающийся тем, что опора содержит по меньшей мере один из следующего: лист из ферросплава, включающий поверхность ферросплава, и плита из ферросплава, включающая поверхность ферросплава.
69. Устройство по п.67, отличающийся тем, что поверхность ферросплава содержит поверхность стального сплава.
70. Устройство по п.67, отличающийся тем, что поверхность ферросплава содержит один или более материалов, выбираемых из углеродистой стали, стального сплава и нержавеющей стали.
71. Устройство по п.67, отличающийся тем, что по меньшей мере одно индукционное нагревающее устройство настраивается на индукционный нагрев ограниченной области поверхности ферросплава.
72. Устройство по п.67, отличающийся тем, что по меньшей мере одно устройство индукционного нагрева установлено напротив поверхности ферросплава и пригодно для индукционного нагрева заранее определенной линейной области поверхности ферросплава.
73. Устройство для местного нагрева металлического изделия, содержащего материал, выбранный из металла и металлического сплава, включающее:
опору, включающую поверхность опоры; и
по меньшей мере одно устройство индукционного нагрева;
в котором по меньшей мере одно устройство индукционного нагрева установлено и пригодно для индукционного нагрева ограниченной области металлического изделия; и
располагается на поверхности опоры, до достижения заранее определенной температуры в котором опора и поверхность опоры содержат материал, который не подвергается нагреву с помощью по меньшей мере одного устройства индукционного нагрева.
74. Устройство по п.73, отличающийся тем, что опора и поверхность опоры содержат огнеупорный материал.
75. Устройство по п.73, отличающийся тем, что опора и поверхность опоры содержат один или более материалов из числа оксида алюминия, оксида кремния, алюмосиликата, оксида магния, оксида циркония, оксида кальция, карбида кремния, огнеупорной глины, огнеупорного кирпича, магнезитовой руды, доломитовой руды и хромовой руды.
76. Устройство по п.73, отличающийся тем, что частота по меньшей мере одной индукционной катушки настроена на нагрев материала, входящего в состав металлического изделия.
77. Устройство по п.76, отличающийся тем, что особый металлический сплав представляет собой титановый сплав, а частота индукционной катушки настроена на 1 кГц.
78. Система для гибки металлического изделия, содержащего материал, выбранный из металла и металлического сплава, включающая:
нагревающее устройство, содержащее
опору, включающую поверхность ферросплава, и
по меньшей мере одно устройство индукционного нагрева;
в котором по меньшей мере одно устройство индукционного нагрева установлено и пригодно к индукционному нагреву заранее определенной линейной области поверхности ферросплава; и
в котором подвергаемая индукционному нагреву линейная область поверхности ферросплава пригодна для передачи тепла линейной области металлического изделия, расположенной на поверхности ферросплава, до достижения температуры гибки, находящейся в пределах диапазона температур гибки; и
устройство гибки металлического материала, располагающееся вблизи поверхности ферросплава, и пригодное для гибки металлического изделия в линейной области перед тем, как линейная область остынет ниже диапазона температур гибки.
79. Система для гибки металлического изделия, содержащего материал, выбранный из металла и металлического сплава, включающая:
нагревающее устройство, содержащее
опору, включающую поверхность опоры, и
по меньшей мере одно устройство индукционного нагрева;
в котором по меньшей мере одно устройство индукционного нагрева установлено и пригодно к индукционному нагреву ограниченной области металлического изделия, располагающегося на поверхности опоры, до достижения температуры гибки, находящейся в пределах диапазона температур гибки; и
в котором опора и поверхность опоры содержат материал, который не подвергается нагреву с помощью по меньшей мере одного устройства индукционного нагрева; и
устройство гибки металлического материала, располагающееся вблизи опоры и поверхности опоры, и пригодное для гибки металлического изделия в линейной области перед тем, как линейная область остынет ниже диапазона температур гибки.
80. Профилированная баллистическая броневая плита, включающая:
по меньшей мере одно из следующего: титановый сплав, сплав на основе никеля, а также специальный стальной сплав, нержавеющаю сталь, высокопрочнаю низколегированнаю сталь (HSLA) и броневой стальной сплав; и
по меньшей мере одну область гибки с радиусом гибки по меньшей мере 2t.
81. Профилированная баллистическая броневая плита по п.80, отличающаяся тем, что имеет толщину по меньшей мере 0,125 дюйма (3,175 мм).
82. Профилированная баллистическая броневая плита по п.80, отличающаяся тем, что имеет толщину по меньшей мере 0,1875 дюйма (4,763 мм).
83. Профилированная баллистическая броневая плита по п.80, отличающаяся тем, что может быть в виде монолитной оболочки, V-образной оболочки, противовзрывной защиты днища боевой машины, или колпака.
84. Изделие, содержащее профилированную баллистическую броневую плиту в соответствии с любым из пп.80-83.