Способ получения кованых полуфабрикатов из литых сплавов системы ti - al

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации тто патентам и товарным знакам (21) 4890664/27 (22) 1412.90 (46) 30.11.93 Бюл. Иа 43-44 (71) Всероссийский институт ner ких сплавов (72) Родина И.Б„Ноткин АБ; Молотков АВ: Елагин

ДВ» Пилипенко АЛ.; Яковпева В И.; Шадский АА (73) Всероссийский институт легких сплавов (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОВАНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ЛИТЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Tl-AL (57) Использование: обработка мстаплов давпени(в) RU (и) 2003417 С1

))l) 5 ° )) J5 М В))))))) ем. Сущность изобретения: способ сключает. предварительное деформирование при 1150 — 1250 С.

Последующее деформирование со степенью деформации 7096 при температуре 1000 С и при скоростидеформации10 -10 с,перед которой ведут 3 — 5-кратную осадку при температуре 800—

900" С последовательно в трех взаимно перпендикулят. ых направлениях со степенью деформации при каждой осадке 15 — 2596. 1 табл

2003417

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к обработке особо жаропрочных и труднодеформируемых у-сплавов на основе системы Tl-Al, которые могут найти применение для изделий ракетной и авиационной техники.

Известен способ изготовления поковок, включающий осадку заготовок со степенью деформации 80 при температурах 1400ОC (P.L. Martin, Н,А. Llpsln. Proceedings of 4 ! nternatlonal Conference on Tl, Kyoto, 1980, ч.

2, р. 1245).

Недостатком этого способа являются пониженные пластические характеристики в обьеме получаемых полуфабрикатов иэ-за формирования грубоэернистой структуры.

Известен также способ получения кова- ных полуфабрикатов, включающий предварительное прессование при температуре

1150-1250 С со степенью деформации 70), 2о и последующую изотермическую осадку со степенью деформации 70-80g при температуре 1000 С со скоростью деформации

10 — 10 с (1).

Недостатком этого способа являются 25 низкие пластические характеристики в объеме поковки.

Целью изобретения является повышение пластических характеристик в обьеме поковки эа счет формирования более одно- 30 родной и мелкозернистой структуры.

Это достигается тем. что в способе, включающем предварительное деформирование при температуре 1150-1250 С и последующее дефопмирование при 35 температуре 1000 С со степенью дефорглации 70-(0 и скоростью деформации 10 ...10 с, перед деформированием при температуре 1000 С осуществляют 3- 5-крат. ную осадку при температуре 800 „. 900 С 40 последовательно в трех взаимно перпендикулярных направлениях со степенью деформации при каждой осадке 15.„25 .

Предлагаемый способ при любом сочетании предлагаемых условий многократной "5 осадки (температуры осадки, числа осадок и степеней деформации..при каждой осадке) обеспечивает.,образование деформированной нерекристаллизованной структуры, не . рейристаллиэующейся и при нагреве перед 50 следующим деформированием при 1000 С, что сохраняет "наклеп" во всем объеме поковки, который в процессе следующего деформирования стимулирует однородное развитие динамической рекристаллиэации, 55 в том числе и в зонах затрудненной дефор. мации, что пр водит к однородному измельчению эеренной структуры, повышающей пластические характеристики в объеме поковки.

При снижении температуры ниже 800 С происходит растрескивание заготовки из-за торможения релаксационных процессов в сплаве, что не позволяет реализовать требуемую деформацию и повысить уровень пластических характеристик в обьеме поковки из-за невозможности формирования требуемой структуры, Повышение температуры выше предлагаемых значений (выше 900 С) приводит к снижению уровня "наклепа" из-за активизации релаксационных процессов, что не позволяет развиваться в достаточной степени динамической рекристаллизации при последующем деформировании при температуре 1000 С и повысить за счет этого пласт ические характеристики полуфабриката.

Проведение многократной осадки меньшее количество раз — менее 3 раэ, и с меньшей степенью деформации — менее 157, не обеспечивает необходимого "наклег!а" во всем объеме поковки. способствующего формированию однородной и мелкозернистой структуры при деформировании при температуре 1000 С и не позволяет из-за .этого повысить значения пластических характеристик полуфабриката.

Проведение многократной осадки большее количество раз — более 5 и с большей степенью деформации — более 25,ь— приводит к образованию трещин, разрушению заготовки и к неоднородности деформирован!ля, что не позволяет повысить уровень и однородность пластических характеристик кованого полуфабриката.

Проведение осадки в трех взаимно перпендикулярных направлениях способствует более однородному распределению "наклепа" в макро- и микрообьемах деформируемого сплава, При этом накопление степени деформации во всем объеме заготовки происходит в условиях, предотвращающих появление трещин из-за слабовыраженной бочкообразности при получаемой форме заготовки и обеспечивающих геометрическую возможность проведения последующей осадки при температуре 1000 С с высокой степенью деформации.

Пример. Поковки были получены иэ литых заготовок размером диаметра 110

220 мм сплавов Ti — 36ф,А! и Ti — 32"-,ьА!3%Мп, каждого состава по 18 штук. Из них

9 штук были обработаны по предлагаемому способу с варьированием при промежуточной многократной осадке температуры, числа осадок и степени деформации при каждой осадке в предлагаемых пределах (по три штуки на каждый вариант). Шесть литых

2003117 заготовок каждого сплава были обработаны по двум вариантам с пониженными и повышенными параметрами обработки относительно предлагаемых пределов. Кроме того, три заготовки каждого сплава были обработаны по известному способу. Режимы получения кованых полуфабрикатов приведены в таблице, Деформирование во всех случаях проводили со скоростью деформации 10

-з

-10 с . Иэ полученных поковок были вырезаны образцы для исследования: иэ наиболее деформированной центральной эоны и иэ наименее деформированных эон затрудненной деформации (прилегающих к контактной поверхности при последней осадке пр» 1000 С).

Были исследованы структура вырезанных образцов с оценкой степени рекристаллиэации )w, размера рекристаллизовая них зерен Др» механические свойства: предел прочности cia . огносительнао удлинение д, при температуре 20 и 600"С. Резульгаты

5 исследований приведены в таблице.

На основании данных. приведенных в таблице, можно сделать следуюш»е выводы: эа счет более однородной и мелкозернистой структуры повышаются значения

10 пластических характеристик (д) при температурах 20 и 600 С) на 25 — 30 и ри неизменном уров <е прочности. (56) Кайбышев О.А., Глазунов С.Н и др. Влияние микроструктуры на механические

15 свойства титанового сплава на основе уфазы. — Авиационная промышленность, l987. Мг 9, с. 46-48.

2003417

Продолжение таблицы

Характеристики кованого полуфабриката (поковки) на поко лн. деф удн. деф удн, деф удн, деф удн. деф удн. леф удн деф удн. деф улн. леф удн. леф

Пролпл:кение таблицн

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОВАНЫХ

ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ЛИТЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Tl - AL, включающий предварительное деформирование при температуре 1150 - 1250 С и последующее деформирование при температуре 1000 С со степенью деформации 70 - 80 и скоростью деформации 1О з - 10 л с 1, отличающийся тем, что, с целью сзыаения качества поковок за счет улучшения меха45 нических своиств путем интенсификации проработки структуры сплава, перед деформированием при температуре 1000 С осуществляют 3 - 5-кратную осадку при

50 температуре 800- 900 С последовательно в трех взаимно перпендикулярных направлениях со степенью деформации при каждой осадке 15 - 25%.