Способ изготовления деталей из псевдо @ -сплавов титана

 

Изобретение относится к области металлургии , в частности к способам изготовления деталей из псевдо а-сплавов титана, и может найти применение в машиностроении , а также авиационной промышленности . Цтль - повышение механических свойств. Способ включает нагрев в /3-область до температуры на 70-80°С выше температуры полиморфного превращения, Изобретение относится к цветной металлургии , в частности к пластической деформации в сочетании с термообработкой, осуществляемых с целью повышения уровня механических свойств широкого класса псевдо а -сплавов титана, содержащих в основном а-фазу и небольшое (до 100%) количество/3-фазы, используемых для изделий авиационной и авиакосмической техники. Известен способ обработки (аналог), заключающийся в нагреве до tn + 20 - tn + + 300°С (где tn - температура полиморфного превращения), деформации 40-80%, охлаждеформацию в /3 и а. +/3 области в процессе охлаждения до температуры на 30- 70°С ниже температуры полиморфного превращения с одинаковой степенью 40- 60%, охлаждение, повторный нагрев до температуры на 20-40° ниже температуры полиморфного превращения, повторную деформацию в процессе охлаждения до температуры на 100-130°С ниже температуры полиморфного превращения со степенью 25-35%, затем охлаждение до температуры на 180-280°С ниже температуры полиморфного превращения, после чего вновь следует цикл нагрева и деформации в процессе охлаждения в тех же условиях, а охлаждение последеформации в этом цикле проводят до комнатной температуры и окончательный нагрев до температуры на 100-300°С ниже температуры полиморфного превращения. Способ обеспечивает повышение пределов текучести и пропорциональности при 500- 600°С в 1,2-1.3 раза. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. дения; нагреве до tn - 20 - tn - 150°С деформации 40-85%, охлаждении со скоростью 20-220°/мин; нагреве до 450-550°С, выдержки 2-6 ч, охлаждении. Применение указанной обработки к псевдо а -сплавам приводит к пониженным служебным свойствам: пределу текучести OQ.Z и пределу пропорциональности апц при 500 и 600°С (см. таблицу). Наиболее близким к изобретению является способ обработки, заключающийся в нагреве, пластической деформации в/3-области со степенью 15-25%, в а-fl -области 50-80%, осуществляемой в процессе охлаждения со скоростью 55-70°/мин до Ч ь. о 00 si

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))5 С 22 F 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4773272/02 (22) 25.12,89 (46) 15.06,92. Бюл. N 22 (71) Московский машиностроительный завод им. Арт.Ив.Микояна (72) P.Е,Шалин, В.А,Варганов, А.И.Хорев, С.Л.Натапов и М.А,Хорев (53) 621.785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1036070, кл. С 22 F 1/18, 1983, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

ИЗ ПСЕВДО а-СПЛАВОВ ТИТАНА (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам изготовления деталей из псевдо а-сплавов титана, и может найти применение в машиностроении, а также авиационной промышленности. Ц".ëü — повышение механических свойств, Способ включает нагрев в Р-область до температуры на 70 — 80 С выше температуры полиморфного превращения, Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к пластической деформации в сочетании с термообработкой, осуществляемых с целью повышения уровня механических свойств широкого класса псевдо Q -сплавов титана, содержащих в основном а-фазу и небольшое (до 100%) количество Р -фазы, используемых для изделий авиационной и авиакосмической техники.

Известен способ обработки (аналог), заключающийся в нагреве до tn+ 20 — tn+

+ ЗОО С (где tn — температура полиморфного превращения), деформации 40 — 80%, охлажБ1Л,, 1740487 А 1 деформацию в Р и a+/ области в процессе охлаждения до температуры на 30—

70 С ниже температуры полиморфного превращения с одинаковой степенью 4060%, охлаждение, повторный нагревдотемпературы на 20 — 40 ниже температуры полиморфного превращения, повторную деформацию в процессе охлаждения до температуры на 100 — 130 С ниже температуры полиморфного превращения со степенью

25 — 35%, затем охлаждение до температуры на 180 — 280 С ниже температуры полиморфного превращения, после чего вновь следует цикл нагрева и деформации в процессе охлаждения в тех же условиях, а охлаждение после деформации в этом цикле проводят до комнатной температуры и окончательный нагрев до температуры на 100 — 300 С ниже температуры полиморфного превращения.

Способ обеспечивает повышение пределов текучести и пропорциональности при 500600 С в 1,2 — 1,3 раза, 1 з.п; ф-лы, 1 табл, дения; нагреве до tn 20 tn 150 С деформации 40 — 85%, охлаждении со скоростью

20 — 220 /мин; нагреве до 450 — 550 С, выдержки 2-6 ч, охлаждении.

Применение указанной обработки к псевдо а-сплавам приводит к пониженным служебным свойствам: пределу текучести (J02 и пределу пропорциональности onq npu

500 и 600 С (см, таблицу).

Наиболее близким к изобретению является способ обработки, заключающийся в нагреве, пластической деформации в Р-области со степенью 15 — 25%, в а — j3 -области 50 — 80%, осуществляемой в процессе охлаждения со скоростью 55 — 70 /мин до

1740487

20 температуры t — 20 — t — 150 С; нагреве до

tn 60 tn 80 С, деформации со степенью

45-85 в процессе охлаждения до температуры 1п 210 tn 240 С со скоростью

85 — 90 /мин; нагреве до тп — 600 — тп — 670 С со скоростью 30 — 50 /мин, выдержки 1 — 4 ч и охлаждении со скоростью 30 — 50 /мин, Этот способ приводит также к пониженным служебным свойствам при 500 и 600 С:

«то,2, о,ц (см. таблицу), Целью данного изобретения является повышение механических свойств а -сплавов титана.

Поставленная цель достигается тем, что нагрев заготовки осуществляют до t + 70—

Ь + 80 С, деформируют со степенью 4060, При охлаждении до t — 30 — t — 70 С, охлаждают; нагревают до сг, — 20 — т — 40 С, деформируют со степенью 25-35 в процессе охлаждения до t — 100 — t — 130 С, охлаждают до tn — 180 — tn — 280 С; подогревают до т — 20 — t> — 40 С, деформируют со степенью 25 — 35 в процессе охлаждения до tn — 100 — тд 130 С, затем охлаждают; нагреваютдот — 100 — t — 300 С, выдерживают, охлаждают.

B процессе первой деформации со степенью 40 — 60 измельчают первичное Рзерно.

Повторный нагрев проводится до более высокой температуры тп — 20 — tn + 40 С (вместо — 60 — tg — 80 С), а деформацию проводят с меньшими степенями 25 — 35/ (вместо 45 — 85 ) с повторением указанной деформации в процессе охлаждения до более высокой температуры тп — 100 — t>—

130 С (вместо tn — 210 — tn — 250 С). Это обеспечивает более однородное деформирование, обеспечивает частичную декристаллизацию в процессе охлаждения до t< — 180 — сл — 280 С, а затем нагрева между двумя последними актами пластической деформации.

Окончательный нагрев проводится при более высокой температуре t — 100 — t —

300 С (вместо tn — 600 — tn — 670 С).

Предложен комплексный технологический процесс, включающий четыре стадии нагрева и охлаждения и три стадии деформации, что обеспечивает повышение служебных характеристик титановых сплавов.

Способ изготовления опробован при изготовлении поковок и штамповок из псевдо а-сплавов титана ВТ-20 (tn = 1 0 1 0 С), Нагрев проводили в электрических печах с регулированием температуры бы25

55 стродействующим электрическим параметром.

Конкретные режимы осуществления предложенного способа и полученные при этом механические свойства поковок и штамповок из сплава ВТ-20 приведены в таблице (примеры 1, 2 и 3), Проводилась также обработка по режимам, выходящим за рамки предлагаемого (примеры 4 и 5).

Для получения сравнительных данных параллельно проводилась обработка по известным способом, указанным в аналоге (пример 6) и прототипе (пример 7), взятом за базовый, Использование предлагаемого способа изготовления деталей из псевдо а -сплавов титана BT-20, ОТЧ-О, ОТЧ-1, ОТЧ и др. позволяет повысить служебные свойства при повышенных температурах на 20 — 30, что в свою очередь позволяет снизить вес конструкций авиационной техники и повысить их наде ность в работе.

Формула изобретения

1. Способ изготовления деталей из псевдо а-сплавов титана, включающий нагрев в Р -область выше температуры полимарфного превращения, деформацию в процессе охлаждения до температуры на

30-70 С ниже температуры полиморфного превращения, охлаждение, повторный нагрев в двухфазную область, повторную деформацию в этой области в процессе охлаждения, повторное охлаждение, окончательныйый нагрев в двухфазную область, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств, деформацию проводят в

Р и (tx+P)-областях с одинаковой степенью 40 — 607, повторный нагрев осуществляют до температуры на 20 — 40 С ниже температуры полиморфного превращения, повторную деформацию проводят со степенью 25 — 35/ при охлаждении до температуры на 100 — 130 С ниже температуры полиморфного превращения, повторное охлаждение после деформации осуществляют до температуры на 180 — 280 С ниже температуры полиморфного превращения, после чего дополнительно повторяют последний цикл нагрева и деформации в процессе охлаждения в тех же условиях, а охлаждение после деформации в этом цикле проводят до комнатной температуры, окончательный нагрев осуществляют до температуры на 100300 С ниже температуры полиморфного превращения.

1740487

70 — 80 С выше температуры полиморфного превращения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев в Р -область проводят на

Режим обработки

t7n

Прмер ггс а

600 С

500 С

600лС

500 С

Нагрев до tn+ 70 С, деформация 40 при охлаждении до тп — 30 С, охлаждение. нагрев до tn - 20 пС. деформация 25 7, при охлаждении tn — 100 С. охлвждение дс tn-180 С; нагрев до

tn — 20 С, деформация 25 при охлаждении до тп — 100 С, охлаждение нагрев до тп — 100пС, выдержка. охлаждение

Нагрев до tn+ 80 С, деформация 60 ил при охлаждении до тп — 70 С. охлаждение. нагрев до tn — 40 С. деформация 35 1х при охлаждении tn-130 С. охлаждение до tn-280 С: нагрев до

tn — 40 С, деформация 35 при охлаждении до tn — 130 С, охлаждение нагрев до tп — 300 С, выдержка. охлаждение

Нагрев до tn+ 75 С, деформация 50 л при охлаждении до

tn — 50 С, охлаждение, нагрев до tn — 30 С. деформация 30 приохлаждении tn-120"С,охлаждение до tn 220 С;нагрев до

tn - 30"С, деформация 30 пои охлаждении до т- - 120 С, охлаждение нагрев до tn — 250 С. вйдержка, охлаждение

Harpes до t,+ 50 С, деформация 30 $ при охлаждении до

tn — 10 С. охлаждение. нагрев до tn + 20 С, деформация 15 $ при охлаждении \n — 70 С, охлаждение до tn — 100 С; нагрев до

tn + 20пC. деформация 15 при охлаждении до tn — 70 С, охлаждение, нагрев до tn — 60 С. выдержка, охлаждение

Нагрев до tn+ 100 С. деформация 70 при охлаждении до

tn — 90пС. охлаждение, нагРев до tn — 60 "С. дефоРмациЯ 45 при охлаждениидо тл -180 C,äî tn — 320пС: на рея до tn-60 С. деформация 45 при охлаждении до тл — 150 С. охлаждение нагрев до tn — 350"С, выдержка. охлаждение

Аналог

П ототин

18

55

20

35

34

38

27

51

16

10- 13

12- 14

28

23- 25

25-26

32

26- 28

27- 29

52

45- 48

48- 50

30

40

50

Составитель В.Залеев

Техред M.Ìoðãåí Tàë Корректор М, Матьковская

Редактор Н.Швыдкая

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2054 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5