Способ получения многослойных заготовок и листов из разнородных титановых сплавов

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления плоских многослойных заготовок и листов из разнородных титановых сплавов широкого размерного сортамента по толщине и соотношению толщин слоев. Способ включает диффузионное соединение слоев пакета из разнородных титановых сплавов через прослойки. При этом используют катаные листовые прослойки из технически чистого титана, а диффузионное соединение слоев пакета и прослоек осуществляют в вакуумной камере гидравлического пресса при разрежении пространства камеры (6,67-13,3)·10-3 Па, температуре нагрева пакета, составляющей (0,53-0,6) температуры плавления титана, отношении среднего давления сжатия пакета к пределу текучести титана (1,5-3,0) и длительности выдержки пакета под давлением 1-2 часа. Изобретение позволяет получить многослойные заготовки широкого размерного сортамента по сплавам, толщине и соотношению толщин слоев с высокоразвитой сплошной по всей поверхности и частичной связью слоев по периметру.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления плоских многослойных заготовок и листов из разнородных титановых сплавов широкого размерного сортамента по толщине и соотношению толщин слоев.

Известно диффузионное соединение образцов из однородных титановых сплавов при температуре 800-1000°С, давлении (1,0-4) МПа и длительности контакта до 3 часов (Э.С.Каракозов, Л.М.Орлова, В.В.Пешков, В.И.Григорьевский. Диффузионная сварка титана. М.: Металлургия, 1977, с.272). Наиболее близким является диффузионное соединение образцов титановых сплавов через прослойку из аналогичного сплава с измененной структурой или сплава другой марки. При этом достигается некоторое повышение прочности соединения слоев в образцах, однако расширение сортамента соединяемых сплавов не происходит.

Расширение сортамента многослойных плоских заготовок, состоящих из разнородных титановых сплавов, может быть достигнуто применением катаных листовых прослоек из технически чистого титана.

Цель изобретения - получение плоских многослойных заготовок и листов из разнородных титановых сплавов применением титановых прослоек из технически чистого титана.

Цель достигается сборкой пакета, состоящего из слоев разнородных титановых сплавов с прослойками технически чистого титана.

Диффузионное соединение слоев пакета осуществляется в вакуумной камере гидравлического пресса при разрежении пространства (6,67÷13,3)-10-3 Па, температуре нагрева пакета, составляющей (0,53÷0,6) температуры плавления титана, отношении среднего давления сжатия пакета к пределу текучести титана (1,5÷3) и длительности выдержки пакета под давлением 1-2 часа.

Совокупность режимов обеспечивает достижение высокой прочности соединения в многослойной заготовке.

Собранные пакеты помещают в вакуумную камеру гидравлического пресса, в которой пакет нагревают. При температуре пакета ниже 0,53 температуры плавления титана и вакуума свыше 13,3·10-3 Па предельной прочности соединения слоев пакета не достигается из-за газонасыщения слоев, несмотря на сжатие пакета. При температуре пакета свыше 0,6 температуры плавления и вакуума (6,67÷13,3)·10-3 Па наблюдается разброс прочности соединения слоев из-за фазовых превращений в титановых сплавах.

Вакуум в камере нагрева (6,67÷13,3)·10-3 для титана и сплавов при их нагреве является оптимальным.

При отношении среднего давления сжатия пакета к пределу текучести титана менее 1,5 наблюдается разброс прочности соединения слоев. При отношении (1,5÷3) и более прочность соединения слоев максимальна. При длительности выдержки пакета под давлением менее 1 часа прочность соединения по площади контакта слоев неравномерна. При выдержке 1-2 часа и более прочность соединения по площади контакта слоев распределяется равномерно, так как диффузионные процессы протекают полно.

Выдержка свыше 2 часов экономически затрата.

Пример.

Заготовки из листов титана ВТ1-0 размером 0,5×500×1000 и листовые заготовки из титановых сплавов ВТ20, ВТ22, ОТ4-1, ВТ6 и ВТ8 размером 2×500×1000 перед сборкой пакета обезжиривали и зачищали проволочной щеткой до получения шероховатой поверхности типа «апельсиновая корочка».

1. Для получения многослойных заготовок из титановых сплавов пакеты, содержащие 5, 7, 9 и более слоев собирали из разнородных титановых сплавов чередованием сплава и титановой прослойки. Слои из сплавов располагали в произвольной последовательности (ОТ4-1)-(ВТ1-0)-(ВТ6)-(ВТ1-0)-ВТ22-(ВТ1-0)-(ОТ4-1). Пакет толщиной 9,5 мм помещали в вакуумную камеру гидравлического вертикального пресса. Пакет нагревали до температуры (0,53÷0,6) температуры плавления титана при остаточном давлении в пределах (6,67÷13,3)·10-3 Па. Нагретый пакет выдерживали в течение (1-2) часов в сжатом состоянии при отношении среднего давления сжатия пакета к пределу текучести титанового слоя (1,5÷3).

При получении многослойных заготовок сжатие пакета осуществляли по всей площади контакта слоев. Для получения герметичных заготовок под горячую прокатку листов сжатие пакета осуществляли по периметру. Ширина зоны сжатия по периметру составляет 20-30 мм, при этом снижается усилие, требуемое для получения герметичных заготовок.

В результате получены многослойные заготовки широкого размерного сортамента по сплавам, толщине и соотношению толщин слоев с высокоразвитой сплошной по всей поверхности и частичной связью слоев по периметру.

Способ получения плоских многослойных заготовок и листов из разнородных титановых сплавов, включающий диффузионное соединение слоев пакета из разнородных титановых сплавов через прослойки, отличающийся тем, что используют катаные листовые прослойки из технически чистого титана, при этом диффузионное соединение слоев пакета и прослоек осуществляют в вакуумной камере гидравлического пресса при разрежении пространства камеры (6,67-13,3)·10-3 Па, температуре нагрева пакета, составляющей (0,53-0,6) температуры плавления титана, отношении среднего давления сжатия пакета к пределу текучести титана (1,5-3,0) и длительности выдержки пакета под давлением 1-2 ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к изготовлению оснастки оборудования для неразрушающего контроля диффузионной сваркой, и может быть использовано для получения титановых образцов с искусственными дефектами, преимущественно плоскодонных отражателей для ультразвука с широким диапазоном диаметров плоского дна отверстия - имитатора дефекта.

Изобретение относится к диффузионной сварке, в частности к оснастке для ее осуществления, и может быть использовано в авиационной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области сварки, а именно к изготовлению заготовок для диффузионной сварки разнородных металлов. .

Изобретение относится к области диффузионной сварки, а именно к оборудованию для диффузионной сварки корпусов шаговых двигателей. .

Изобретение относится к области диффузионной сварки встык коротких толстостенных труб из разнородных металлов и используется в промышленности при производстве корпусов шаговых двигателей.
Изобретение относится к диффузионной сварке встык коротких толстостенных труб из разнородных сталей. .

Изобретение относится к области сварки давлением, а именно к вакуумированию заготовки для сварки совместным прессованием разнородных материалов, и применяется при изготовлении биметаллических изделий.

Изобретение относится к конструкции заготовки для диффузионной сварки внахлестку трубчатых переходников из разнородных материалов. .

Изобретение относится к конструкциям малогабаритных переходников из разнородных материалов, изготавливаемых диффузионной сваркой по резьбе. .

Изобретение относится к изготовлению малогабаритных трубчатых переходников из разнородных материалов методом диффузионной сварки в вакууме, а именно к способу изготовления малогабаритных трубчатых переходников цирконий - сталь, титан - сталь, алюминий - сталь и др., при котором диффузионную сварку трубчатых заготовок осуществляют по резьбе диаметром менее 14 мм.

Изобретение относится к сварочной технике, а именно к вакуумным установкам для диффузионной сварки коротких трубчатых переходников цирконий-сталь, в которых втулка из циркония является охватываемой

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при изготовлении элементов конструкций из материалов, обладающих высокими пластическими свойствами в зоне температур рекристаллизации, и, в частности, при изготовлении элементов каркаса тепловыделяющих сборок ядерных реакторов, изготавливаемых из сплавов циркония

Изобретение относится к диффузионной сварке в вакууме коротких труб из разнородных материалов методом роликовой раскатки охватываемой трубы при температуре диффузионной сварки
Изобретение относится к области получения трубчатых соединений из разнородных металлов и сплавов и может быть использовано, в частности, при изготовлении переходников "нержавеющая сталь - циркониевый сплав" для технологических каналов энергетических реакторов
Изобретение относится к сварке, а именно диффузионной сварке тонкостенных слоистых конструкций сложного криволинейного профиля, состоящих из наружной и внутренней обшивок, собранных коаксиально

Изобретение относится к области диффузионной сварки, а именно к сварке труб из разнородных материалов, обладающих различной пластичностью при температуре сварки

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления оружия (клинков, сабель, ножей и т.д.), а также для изготовления инструмента для обработки различных материалов (кожи, пластмассы, древесины)
Изобретение относится к сварке, а именно к диффузионной сварке слоистых конструкций из титановых сплавов, преимущественно криволинейного профиля, и может быть использовано, например, при изготовлении теплообменников энергетических силовых установок

Изобретение относится к электронным устройствам, использующим микроканальные пластины (МКП), а более конкретно - к способам соединения микроканальной пластины с диэлектрическим изолятором
Наверх