Способ термической обработки -титановых сплавов

 

Изобретение относится к металлургии, в частности термической обработке a -титановых сплавов, и может использоваться в любой отрасли промышленности, где применяются титановые сплавы. Цель изобретения - повышение прочности при сохранении пластичности. Проводят наводороживание сплава, нагревают до температур, на 20 - 50°С ниже температуры конца (α+β)/β выдерживают 1 ч, охлаждают со скоростью 0,03 - 10°С/с до температуры, на 200 - 400°С выше конца обратного эвтектоидного превращения, подвергают старению при этой температуре в течение 1 - 10 ч и проводят окончательный вакуумный обжиг при 600 - 650°С выдержкой, необходимой для полной дегазации изделия. Предлагаемый способ позволяет создать гетерогенную структуру и повысить прочность при сохранении пластичности сплавов и тем самым снизить вес конструкции. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке α -титановых сплавов, и может быть использовано в любой отрасли машиностроения, где используются титановые сплавы. Цель изобретения - повышение прочности при сохранении пластичности путем создания гетерогенной структуры. Способ осуществляют следующим образом. Способ был опробован на α -сплавах ВТ5-1 и ВТ5-Д. Сплав ВТ5-1 с содержанием 0,3 мас.% водорода имеет температуру конца ( α+ β)/β -перехода 925^о, температуру конца обратного эвтектоидного превращения t_эвт^к = 300^оС. Сплав ВТ5-Л с содержанием 0,5 мас.% водорода имеет температуру конца ( α+ β)/β -перехода 920^о и t_эвт^к = 330^оС. Образцы из указанных сплавов наводороживают, нагревают до температур (t_н), на 20-50^оС ниже температур конца ( α+ β)/ β-перехода, выдерживают 1 ч, охлаждают со скоростью (V_охл) 0,03-10^оС/с до температуры, на 260-400^оС выше конца обратного эвтектоидного превращения, подвергают старению при этих температурах в течение ( τ_B) 10 ч и проводят окончательный вакуумный отжиг (ВО) при 600-650^оС. Время выдержки при ВО выбирают исходя из необходимости полной дегазации образцов выбранной конфигурации. Режим обработки: 1. Сплав ВТ5-1. Обработка по прототипу. Режим 1-1 . t_н = 975^оС; V_охл = 30^оС/с до 500^оС; τ_B = 5 ч; ВО 800^оС; τ_B= 30 мин. Обработка по предлагаемому способу. Режим 1-2. t_н = A_c3 - 20^оС = 905^оС; τ_B= 1 ч; V_охл = 10^оС/с до t_эвт^к + 260^оС - 560^оС; τ_B = 10 ч; ВО при 600^оС; τ_B = 2 ч. Режим 1-3. t_н = А_с3 - 50^оС = 875^оС; τ_B = 1 ч; V_охл = 10^оС/с до t_эвт^к + 400^оС = 700^оС; τ_B = 1 ч; ВО при 600^оС; τ_B = 2 ч. Режим 1-4. t_н = А_с3 - 50^оС = 875^оС; τ_B = 1 ч; V_охл = 0,03^оС до t_эвт^к + 260^оС = 560^оС; τ_B = 10 ч; ВО при 600^оС; τ_B = 2 ч. Режим 1-5. t_н = А_С3 - 50^оС = 875^оС; τ_B = 1 ч; V_охл = 0,03^оС/с до t_эвт^к + 400^оС = 700^оС; τ_B = 1 ч; ВО при 650^оС; τ_B = 1,5 ч. Режим 1-6. t_н = А_С3 - 50^оС; τ_B = 1 ч; V_охл = =10^оС/с до t_эвт^к + 260^оС = 560^оС; τ_B = 10ч; ВО при 650^оС; τ_B = 1,5 ч. II. ВТ5-Л. Обработка по прототипу. Режим 1-1. t_н = 970^оС; V_охл = 30^оС/с до 500^оС; τ_B = 5 ч; ВО при 800^оС; τ_B = 1 ч. Обработка по предлагаемому способу. Режим 2-2. t_н = А_С3 - 20^оС = 900^оС; τ_B = 1 ч; V_охл = 10^оС/с до t_эвт + 260^оС = 590^оС; τ_B = 10 ч; ВО при 600^оС; τ_B = 3 ч. Режим 2-3. t_н = А_С3 - 50^оС = 870^оС; τ_B = 1 ч; V_охл = 10^оС/с до t_эвт^к + 400^оС = 730^оС; τ_B= 1 ч; ВО при 600^оС; τ_B = 3 ч. Режим 2-4. t_н = А_С3 - 50^оС = 870^оС; τ_B = 1 ч; V_охл = 0,03^оС/с до t_эвт^к + 260^оС = 590^оС; τ_B = 10 ч; ВО при 600^оС; τ_B = 3 ч. Режим 2-5. t_н = А_С3 - 50^оС = 870^оС; τ_B = 1 ч; V_охл = 0,03^оС/с до t_эвт^к + 400^оС = 650^оС; τ_B = 2,5 ч. Режим 2-6. t_н = А_С3 - 50^оС = 870^оС; τ_B = 1 ч; V_охл = 10^оС/с до r_эвт^к + 260^оС = 590^оС; τ_B = 10 ч; ВО при 650^оС; τ_B = 2,5 ч. Механические свойства листовых образцов сплавов ВТ5-1, ВТ5-Л приведены в таблице. Способ позволяет повысить прочностные свойства сплавов при сохранении пластичности α-сплавов.

Формула изобретения

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ α -ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ, включающий наводороживание, нагрев, охлаждение, старение и окончательный вакуумный отжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности при сохранении пластичности путем создания гетерогенной структуры, нагрев проводят до температур, на 20 - 50^oС ниже температуры конца (α+β)/β -перехода, охлаждение - со скоростью 0,03 - 10^oС/с до температуры, на 260-400^oС выше температуры конца обратного эвтектоидного превращения, старения ведут при этих температурах в течение 1-10 ч, а окончательный вакуумный отжиг проводят при температурах 600 - 650^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1