Способ термической обработки изделия из деформируемого сплава вт23

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке титановых сплавов. Способ термической обработки изделия из деформируемого сплава ВТ23 характеризуется тем, что изделие нагревают до 850°С, выдерживают 1 ч, охлаждают в воде и подвергают старению при температуре 550°С в течение 10 ч. Затем изделие нагревают, выдерживают при температуре 300-400°С и проводят последующее охлаждение до температуры 20 ÷ (-10)°С при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ. Измельчаются зерна избыточной фазы α-твердого раствора, а также все структурные составляющие, формируется внутризеренная структура с выстраиванием дислокаций в виде упорядоченных образований и уменьшением внутренних микронапряжений на границах раздела фаз. Повышается прочность при удовлетворительной пластичности, а также повышается релаксационная стойкость сплавов. 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке двухфазных титановых сплавов.

Известен способ обработки изделий из сплавов на основе титана, в том числе ВТ22, с использованием термоциклической обработки - ТЦО (В.Н. Гриднев, О.М. Ивасишин, С.П. Ошкадеров «Физические основы скоростного термоупрочнения титановых сплавов» Киев, Наукова думка 1986 г., с. 253), при реализации которого осуществлялся нагрев со скоростью 2,5 Кхс-1 в интервале температур от комнатной до 1023 К и ускоренное охлаждение на воздухе.

При проведении обработки условный предел прочности сплава возрастает с 1020 до 1080 МПа. Недостатком этого способа является небольшой эффект упрочнения.

Титановые двухфазные сплавы мартенситного класса для достижения высоких значений прочности и релаксационной стойкости подвергают закалке и старению (для сплава ВТ23 известен способ: нагрев до температуры 850°C, выдержка 1 ч, охлаждение в воде, старение при температуре 550°C в течение 10 ч (Ю.М. Лахтин), принятый в качестве ближайшего аналога, обеспечивающий возможность формирования структуры, механических и эксплуатационных свойств за счет протекания за счет протекания мартенситного превращения при закалке и последующего распада мартенситных фаз и метастабильной β фазы при старении с образованием дисперсных α и β фаз (стандартная термическая обработка - нагрев до температуры 850°C, выдержка 1 час, охлаждение в воде, старение при температуре 550°C в течение 10 ч.

Основным недостатком способа, принятого в качестве ближайшего аналога, является то, что способ не обеспечивает стабильных результатов достижения требуемых значений прочности для таких изделий, как упругие элементы, например тарельчатые пружины (ТП). Недостаточный уровень эксплуатационных свойств связан с многофакторным влиянием (исходная структура сплава после деформации, степень ее однородности в пределах партии и одного изделия, режимы нагрева и охлаждения сплава в процессе проведения термической обработки) на формирование структуры сплава.

Перед заявляемым изобретением поставлена задача повысить релаксационную стойкость сплава ВТ23 в том случае, если после нагрева до температуры 850°C, выдержке 1 ч, охлаждения в воде, старения при температуре 550°C в течение 10 ч не достигнут нужный эффект упрочнения и пружина не соответствует требованиям технических условий эксплуатации изделий.

Поставленная задача решается за счет того, что изделие подвергают обработке путем нагрева и выдержки при температуре 300°C, а последующее охлаждение до температуры -10°C проводят при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ.

Перед проведением заявляемой обработки изделие подвергается нагреву до температуры 850°C, выдержке 1 ч, охлаждению в воде, старению при температуре 550°C в течение 10 ч.

При проведении заявляемой обработки благодаря одновременному воздействию на изделие из сплава титана при ее охлаждении потока газа с температурой ниже 0°C и акустического поля достигается технический результат, а именно измельчаются первичная пластинчатая α-фаза твердого раствора, происходит частичная ее глобуляризация, и измельчаются структурных составляющие, выделившиеся при распаде мартенситных фаз при старении, формируется внутризеренная структура с выстраиванием дислокаций в виде упорядоченных образований, т.е. формируется блочная структура, состоящая из сильно разориентированных микрообъемов, а также уменьшаются внутренние микронапряжения на границах раздела фаз. Это позволяет изменять механические свойства в желаемом направлении: повысить прочность и релаксационную стойкость.

В качестве примера для оценки заявляемого способа термической обработки изделий из сплава ВТ23 были использованы тарельчатые пружины (ТП), прошедшие термическую обработку: нагрев до температуры 850°C, выдержка 1 ч, охлаждение в воде, старение при температуре 550°C в течение 10 ч, и имеющие низкую релаксационную стойкость. Тарельчатые пружины подвергают обработке путем нагрева и выдержки при температуре 300°C, а последующее охлаждение до температуры -10°C проводят при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ.

Поставленная задача решается за счет того, что изделие подвергают обработке путем нагрева при температуре (0,4÷0,7) tэвт, где tэвт °C - температура эвтектического превращения сплава и выдержки, определяемой габаритами изделия, а последующее охлаждение до температуры -10°C÷-20°C проводят при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ.

Перед проведением заявляемой обработки изделие или заготовка из алюминиевых сплавов, упрочняемых термической обработкой, кроме отжига, осуществляемого путем нагрева до стандартной для этого сплава температуры с выдержкой и последующего охлаждения на воздухе или печью, подвергается закалке путем нагрева до температуры 535°C, выдержке и охлаждению в воде с температурой 18÷20°C.

Охлаждение заготовки может быть проведено с использованием газоструйного генератора звука (ГГЗ).

В качестве охлаждающего рабочего газа может быть использован воздух или инертный газ.

При проведении заявляемой обработки благодаря одновременному воздействию на изделие из сплава ВТ23 при его охлаждении потока газа с температурой ниже 0°C и акустического поля достигается технический результат, а именно измельчаются зерна избыточной фазы α- твердого раствора и структурных составляющие эвтектики, формируется внутризеренная структура с выстраиванием дислокаций в виде упорядоченных образований, а также уменьшаются внутренние микронапряжения на границах раздела фаз. Это позволяет изменять механические свойства в желаемом направлении: повысить прочность при удовлетворительной пластичности (см. таблицу)

Способ термической обработки изделия из деформируемого сплава ВТ23, характеризующийся тем, что изделие нагревают до 850°С, выдерживают 1 ч, охлаждают в воде и подвергают старению при температуре 550°С в течение 10 ч, затем изделие нагревают, выдерживают при температуре 300-400°С и проводят последующее охлаждение до температуры 20 ÷ (-10)°С при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке титановых сплавов. Способ термической обработки изделий из титанового сплава ВТ16 включает закалку путем нагрева до температуры 790-830°C, выдержки и охлаждения в воде.
Изобретение предназначено для получения сплава для аккумуляторов водорода и может быть использовано при производстве энергетических машин и в автомобилестроении.

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к способам модификации изделий из твердых сплавов, применяемых для холодной и горячей механической обработки металлов и металлических сплавов, например, резанием.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии обработки материалов, и может быть использовано в технологических процессах упрочняющей обработки аморфных металлических сплавов различного назначения.

Изобретение относится к области литейного производства. .
Изобретение относится к области получения нанокристаллических материалов, в частности к получению нанокристаллических поверхностных слоев на изделиях из металлических материалов, и может быть использовано для обработки лопаток газовых и паровых турбин.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для обработки двухфазных сплавов на основе оксидов. .

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к способам радиационной модификации листового проката из алюминиевых сплавов, и предназначено для устранения нагартовки (наклепа), снятия внутренних напряжений и улучшения структуры в процессе его получения.
Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при приготовлении лигатур алюминий - тугоплавкие металлы для выплавки литейных алюминиевых сплавов и получении из них точных отливок.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам обработки поверхностей токопроводящих материалов. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке титановых сплавов. Способ термической обработки изделий из титанового сплава ВТ16 включает закалку путем нагрева до температуры 790-830°C, выдержки и охлаждения в воде.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением с использованием интенсивной пластической деформации и предназначено для получения нанокристаллических материалов с увеличенным уровнем механических свойств, и может быть использовано при обработке изделий из магнитомягких сплавов.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению плоского профиля из гафния, и может быть использовано в качестве конструкционного материала в активных зонах атомных реакторов.

Изобретение относится к области обработки металлических лент и получения магнитомеханических маркеров для электронного контроля изделий. .
Изобретение относится к области металлоизделий промышленного назначения, а именно металлической проволоки. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно - к производству кальциевой проволоки прессованием, и может быть использовано для изготовления биметаллической проволоки.

Изобретение относится к цветной металлургии. .

Изобретение относится к металлургии. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения анизотропных постоянных магнитов на основе соединений редкоземельных металлов с переходными металлами и бором.

Изобретение относится к получению метаматериалов из структурных элементов на основе полупроводников, диэлектриков и металлов и может быть использовано в машиностроении и электронике в качестве материалов с улучшенными свойствами. Способ включает формирование дисперсных композиционных частиц, состоящих из ядра и оболочки, путем вакуумного осаждения на ядро из монокристаллического кремния монослоев переходных металлов Co, Fe или Cr до толщины, равной или большей эквивалентной длине экранирования валентных электронов, с формированием неравновесной низкоразмерной фазы, имеющей неоднородную структуру и атомную плотность в продольном и поперечном направлении, а соединение дисперсных композиционных частиц друг с другом осуществляют при инициировании перехода неравновесной низкоразмерной тонкопленочной фазы в объемную в граничащих друг с другом областях оболочки и ядра. Использование заявленного изобретения обеспечивает возможность получения композитных метаматериалов из структурных элементов с новыми или улучшенными потребительскими свойствами за счет формирования в композиционной частице неоднородного наноструктурированного состояния. 20 ил.
Наверх