Способ термомеханической обработки титановых сплавов

 

СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ i ОБРАБОТКИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ при температуре на 50-150°С выше температуры полиморфного превращений, вкяючакиций горячую деформацию, закалку и повторную горячую деформацию в (оСчр)-области, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения пластичности сплавов и увеличения производительности процесса, деформирование перед закалкой начинают при температуре на 30-50 0 ниже температуры полиморфного превращения , а заканчивают при температуре выше температуры полиморфного превращения , причем деформацию ведут со степенью деформации 20-40 и скоростью 10 -, id/ 14 lib & Ml Crt

Положительный эффект сйособа, а: именно увеличение производительности, обусловлен совмещением нагрева сплава выше температуры полимерного превращения, что достигается в результате теплового эффекта деформации и деформации с незначительными степенями (20- 404).Повышение пластичности сплавов достигается получением в сплаве меякодисперсной смеси cL и р Фаз с размером зерна 14 мкм. Такой размер зерна повышает пластичность сплавов при деформировании в режиме сверхпластичности ..

Требуемое измельчение структуры сплава при горячей деформации перед закалкой можно получить при деформирбвании со степенями деформации не менее 20ь. Степень деформации свыше 404 нецелесообразна, так как снижает производительность процесса и существенно не влияет на дальнейшее

: измельчение структуры, г!

Разогрев сплава до температуры р-области возможен а том случае, ес-. ли температура начала деформации ни-. же температуры полиморфного превращения менее, чем на 50 С; Нагрев сплава перед деформированием до температурь! менее чем на 30 С ниже температуры полиморфного превращения нецелесообразен,так как колебания температуры в современных промышленных печах составляют не менее 20оС (точнова регулирования более. +10оС) и поэтому возможен нагрев crNaBa до температуры полиморфного превращения до начала деформации, что ведет к укрупнению структуры после закал-; ки. Кроме того,. разогрев перед за.калкой возможен, если при степени деформации 20 сплав будет деформировать со скоростью деформации не . менее 10 - 102c-.", а при степени де1 формации 403 будет достаточна скорость деформации 100-10" с-". Ско". рость деформации выше 10 с-"нецелесообразна из-за усложнения оборудования.

По предлагаемому и известному, способам обрабатывали сплав ВТ-14 с температурой полиморфного превращения 950 С.

f1o предлагаемому способу, Пример 1. Нагревают пруток до

930 С за 58 мин, деформируют на 204 со скоростью деформации 102 с-"(общее время 15 с,), закаливают в вод, нагревают до 800о С и повторно деформи1 1014975 2

Изобретение относится к металI лургии, в частности, к способу тер- момеханической обработки титановых сплавов, и может быть, использовано в металлообрабатывающей и авиационной 5 промышленности, Известен способ термомеханическои обработки титановых сплавов, включающий прессование при 950 С со скоростью 5-10 с 1и степенью деформации 10

85-903, закалку с охлаждением в воде и последующее старение при 480оС в течение 10 ч (1 1.

Известный способ лишь незначитель-, но повышает пластичность по сравне- !5 нию с ее уровнем при стандартной термической обработке, однако является низкопроизводительным.

Известен также способ термомеханической обработки титановых спла- 20 ,вов, включающий горячую-деформацию при температуре на 50-150с С выше тем; пературы полиморфного превращения, закалку с этой температуры и повтор; ную горячую деформацию в (с + ф- об- 25 ласти (2 j.

Однако этот способ имеет невысокую . производительность, так как для преодоления негативного влияния .роста зерен необходимо деформировать с боль 30 шими степенями деформации, Кроме того, пластичность сплавов после .такой обработки недостаточно высокая, что обусловлено невозможностью получить сплавы с размером зерна менее 3 мкм.

Цель. изобретения - повышение пластичности сплавов и увеличение производительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе термомеханической об- 4р работки, включающем горячую деформацию при температуре на 50-150 С выше температуры полиморфного превращения, закалку и повторную горячую дефармацию в (d+ p ) - области, дефор- 4 мирование перед закалкой начинают при температуре на 30-50 С ниже температуры полиморфного превращения, а заканчивают при температуре выше температуры полиморфного превращения, причем деформацию ведут со степенью дефоомации 20-404 и скоростью 100- ®

-10 с- .

Существенные отличия способа сос таят в регламентированном температурном режиме осуществления деформации перед закалкой, и использовании деформации с определенной скоростью и заданной степенью.

3:- 1014975 руют на 60ь. При металлографичес- ти и требуемой структуры мелкоиголь- ком исследовании после закалки струк- чатого мартенсита получить не удаеттура. представляет мелкоигольчатый ся. ! мартенсит, что свидетельствует, о.ра- . По известному способу нагревают зогреве металла до температуры р-об- пруток 4130 мм за 90 мин до 1050 С, ласти перед закалкой. После повтор- деформируют со степенью деформации ной деформации размер составляющих 60 за общее время 11,5 мин, .закалифаз составляет 2-4 мкм,- Общее вре- вают в воду,.затем нагревают до 800 С о мя нагрева и первичной горячей де-,и повторно деформируют на 604. В реформации сокращено на 43 25 мин. 1о зультате получают пруток ф 80..мм с.

Пример 2. Нагревают пруток размером составляющих фаз 5-10 мкм. до 900ОС за 55 мин . деформируют на В таблице сопоставлены свойства

403 со скоростью деформации 10 с " сплавов, обработанных по предпагаеза общее время-60 с,закаливают в мому и известному способам.

1 S Ю Ю ° воду, нагревают до 800 С и повторно о деформируют на 604. В результате размер составляющих фаз составляет

1-3 мкм, общее время нагрева и первичной горячей деформации сокращено по сравнению с известным способом на 45,5 мий.

Относи- Напряжения тельное течение, удлине- ИПа ние, 3 корость еформаии. при астяжеии, с

Способ

Известный - ТО

30-40

1200

Предлаемый 10-2

350 60-74

2000 10-15

2000 18-25

Составитель Г, Кандыба

Техред: И.Гайду Корректор A. Дзятко редактор П..Макаревич.Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д; 4/5

Заказ 31÷l/25

Ъ.Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 3. Нагревают пруток до 900 С за 55 мин, деформируют на

50ь со, скоростью деформации 10.0 с-" за время 7 мин, закаливают, наг-! ревают до 800 С и повторно деформируют на 603. В результате получают структуру .с размером составляющих фаз

1-5 мкм.

П р и м е о 5. В результате обра- щ ботки по следующим режимам: а) нагрев прутКа до ЯО С первичной деформации на 404 со скоростью деформации 10 1с- 1; б) нагрев прутка до 850ОС, первичная деформация на 403 со скоростЬю деформации 10 с в) нагрев прутка до 90О,C, .первичная деформация на 204 со скоростью деформации 102 с-1 после закалки, как показали металло» графические исследования, сплав не нагреваф гся до температур р-обласКак видно из таблицы, пластич- . ность сплавов, обработанных по предлагаемому способу, в 2-3 раза выше, чем у сплавов после обработки известным способом.

Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает повышение производительности на 15-204.

-Технико-экономическая эффективеность заключается в том, что сплавы, обработанные предлагаемым способом позволят повысить точность геометрических размеров изделий.