Способ получения заготовок сплавов ванадия

Изобретение относится к области радиационного материаловедения и может быть использовано в технологических циклах получения полуфабрикатов сплавов на основе ванадия. Способ получения заготовок сплавов ванадия включает гомогенизацию слитка, формирование заготовки путем нагрева и выдавливания слитка на прессе с последующим отжигом, осадки заготовки на прессе в пруток с последующим рекристаллизационным отжигом при температуре 950-1100°С, стабилизирующий отжиг в вакууме, термомеханическую обработку путем деформации и отжига. Гомогенизацию слитка осуществляют при температуре 1300°С в течение 8 часов, стабилизирующий отжиг в вакууме проводят при температуре 1400°С в течение 1 часа. Термомеханическую обработку ведут в три цикла путем деформации прокаткой с обжатием ε=30-50% при комнатной температуре и отжига при температуре 450-700°С в течение 1 часа, а после термомеханической обработки осуществляют стабилизирующий отжиг в вакууме при температуре 1000°С в течение 1 часа, после чего проводят диффузионное легирование кислородом путем отжига на воздухе при температуре не более 700°С в течение времени, необходимого для формирования окисной пленки V2O5, далее проводят стабилизирующий отжиг в вакууме с поэтапным повышением температуры от 600°С до 1100°С, диффузионное легирование кислородом путем термообработки заготовок на воздухе при температуре не более 700°С и заключительный стабилизирующий отжиг в вакууме с поэтапным повышением температуры от 600°С до 1100°С. Полученные сплавы характеризуются высокими значениями прочности при высоких температурах. 2 ил., 1 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к области радиационного материаловедения и может быть использовано в технологических циклах получения полуфабрикатов сплавов на основе ванадия, легированных элементами IVB группы Периодической системы (Ti, Zr, Hf), другими элементами замещения (Cr, W) и содержащих элементы внедрения (С, О, N) в количестве не менее 0.04 вес. %, используемых в качестве конструкционных материалов в реакторах деления и синтеза, работающих в условиях облучения и повышенных температур, в частности в качестве оболочек тепловыделяющих элементов реакторов на быстрых нейтронах, элементов экспериментального модуля ДЕМО-РФ в реакторе ИТЕР.

Известен способ получения листа сплава V-4Ti-4Cr, включающий прокатку слитка при комнатной температуре со степенью деформации 95% и последующие отжиги в вакууме 10-4 Па при Т=(600-1100)°С в течение 1 часа (A. Nishimura, A. Iwahori, N.J. Heo. Т. Nagasaka, Т. Muroga, S.-I. Tanaka. Effect of precipitation and solution behavior of impurities on mechanical properties of low activation vanadium alloy // Journal of Nuclear Materials 329-333 (2004) 438-441. (Proceedings of the Eleventh International Conference on Fusion Reactor Materials (ICFRM-11). Kyoto, Japan, December, 2003)).

Известен способ обработки сплавов V-4Ti-4Cr, включающий гомогенизирующий отжиг в вакууме 2×10-5 Торр при Т=1400°С в течение 1 часа, термообработки на воздухе, вакуумный длительный отжиг для поглощения кислорода оксидной пленки поверхностным слоем ванадиевого сплава и термообработку в вакууме при 1400°С в течение 1 часа, обеспечивающую однородное распределение кислорода по толщине образца. После указанных выше операций проводятся 3 цикла термомеханической обработки, состоящие из деформации прокаткой с обжатием ε≈30-50% при комнатной температуре и отжига при Т=(450÷700)°С в течение 1 часа. На заключительном этапе производится ступенчатая термообработка при последовательном повышении температуры с 800°С до 1000°С. На каждом шаге время отжига составляет один час.(Потапенко М.М., Чернов В.М., Дробышев В.А., Кравцова М.В., Кудрявцева И.Е., Дегтярев Н.А., Овчинников С.В., Тюменцев А.Н., Дитенберг И.А., Пинжин Ю.П., Коротаев А.Д. Микроструктура и механические свойства сплава V-4Ti-4Cr в зависимости от режимов химико-термической обработки. ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез, 2014, т. 37, вып. 1, стр. 13-17).

Недостатками представленных аналогов является значительная неоднородность распределения и малая объемная доля упрочняющих частиц, и, как следствие, недостаточная жаропрочность обработанного материала.

Наиболее близким по технической сущности решением, выбранным в качестве прототипа, является способ термомеханической обработки сплавов на основе ванадия, легированных элементами IVA группы Периодической системы и содержащих элементы внедрения (С, О, N) в количестве не менее 0.04 вес. %. Заготовки материалов подвергаются отжигу при температуре, превышающей температуру растворимости вторичных фаз, после чего осуществляется многократная термомеханическая обработка с применением метода многократного всестороннего прессования «деформация + отжиг» с заключительным стабилизирующим отжигом при Т=(950-1100)°С. Суммарная величина истинной логарифмической деформации достигает значений не менее e≥2. Патент на изобретение №2360012 C1 RU, МПК C21D 8/00 (2006.01). Способ термомеханической обработки сплавов на основе ванадия / Тюменцев А.Н., Коротаев А.Д., Пинжин Ю.П., Дитенберг И.А., Овчинников С.В., Литовченко И.Ю., Чернов В.М., Потапенко М.М., Крюкова Л.М., Дробышев В.А., ГОУ ВПО «Томский государственный университет» (RU), НИУ Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (RU), ФГУП ВНИИ неорганических материалов им. А.А. Бочвара (RU) - №2007136404/02. Заявл. 01.10.2007. Опубл. 27.06.2009 Бюл. №18.

Недостатком прототипа является малая объемная доля частиц второй фазы, формирующаяся в объеме материалов, что приводит к низкой эффективности дисперсного упрочнения. Низкая термическая стабильность частиц второй фазы в сочетании с неэффективным в таком случае при повышенных температурах совместным дисперсным и субструктурным упрочнением способствуют снижению температуры рекристаллизации и, как следствие, снижению прочностных свойств.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения заготовок сплавов ванадия, обеспечивающего контролируемое увеличение объемной доли мелкодисперсной фазы с однородным распределением и повышение эффективности дисперсного упрочнения за счет увеличения в ванадиевых сплавах содержания элементов внедрения, с целью получения более высоких значений прочностных характеристик при высоких температурах.

Поставленная задача решается тем, что предложен способ получения заготовок сплавов ванадия, включающий гомогенизацию слитка, формирование заготовки путем нагрева и выдавливания слитка на прессе с последующим отжигом, осадки заготовки на прессе в пруток с последующим рекристаллизационным отжигом при температуре 950-1100°С, стабилизирующий отжиг в вакууме, термомеханическую обработку путем деформации и отжига, при этом гомогенизацию слитка осуществляют при температуре 1300°С в течение 8 часов, стабилизирующий отжиг в вакууме проводят при температуре 1400°С в течение 1 часа, термомеханическую обработку ведут в три цикла путем деформации прокаткой с обжатием ε=30-50% при комнатной температуре и отжига при температуре 450-700°С в течение 1 часа, а после термомеханической обработки осуществляют стабилизирующий отжиг в вакууме при температуре 1000°С в течение 1 часа, после чего проводят диффузионное легирование кислородом путем отжига на воздухе при температуре не более 700°С в течение времени, необходимого для формирования окисной пленки V2O5, далее проводят стабилизирующий отжиг в вакууме с поэтапным повышением температуры от 600°С до 1100°С, диффузионное легирование кислородом путем термообработки заготовок на воздухе при температуре не более 700°С и заключительный стабилизирующий отжиг в вакууме с поэтапным повышением температуры от 600°С до 1100°С.

Диффузионное легирование включает в себя термообработку заготовок на воздухе при температуре не более 700°С в течение времени, необходимого для формирования окисной пленки V2O5, при этом, в зависимости от элементного и фазового состава обрабатываемого сплава, требуемой концентрации кислорода, а также формы и геометрических размеров обрабатываемой заготовки, длительность термообработки на первом этапе составляет от нескольких часов до суток, на дополнительном этапе - от нескольких секунд до нескольких часов. Контроль концентрации кислорода проводится точным взвешиванием заготовок, что позволяет скорректировать длительность следующего этапа дополнительного кратковременного легирования для доведения содержания кислорода до требуемых значений. Кроме того, дополнительное легирование кислородом может быть проведено на различных технологических стадиях передела заготовок, в том числе на финальной стадии формирования изделий.

В частности, заготовки сплава после гомогенизирующего отжига при температуре 1300°С в течение 8 часов, последующего нагрева слитков до температуры (850-1000)°C с выдержкой при этой температуре в течение (1,5-2) часов и выдавливания на прессе с коэффициентом вытяжки 2-5 подвергаются отжигу в диапазоне температур (950-1100)°С в течение 1 часа и осадке прутков из заготовок на гидравлическом прессе со степенью деформации не более 50% с последующим рекристаллизационным отжигом в диапазоне температур (950-1100)°С. Далее следует термообработка в вакууме при 1400°С в течение 1 часа. После указанных выше операций проводятся 3 цикла термомеханической обработки, состоящие из деформации прокаткой с обжатием ε≈30-50% при комнатной температуре и отжига при Т=(450÷700)°С в течение 1 часа. Стабилизация структурного состояния проводится отжигом в вакууме при 1000°С в течение часа. Затем проводят термообработки на воздухе при температуре не более 700°С, в течение времени, необходимого для формирования окисной пленки V2O5. После этого проводится серия вакуумных (2×10-5 Торр) отжигов в интервале (450÷1000)°C с поэтапным повышением температуры в течение нескольких часов для поглощения кислорода оксидной пленки поверхностным слоем ванадиевого сплава. Далее следует дополнительное диффузионное легирование кислородом, причем отжиги на воздухе могут длиться от нескольких секунд до нескольких часов. На заключительном этапе производится стабилизирующая ступенчатая термообработка с последовательным повышением температуры от 600°С до 1100°С, длительностью несколько часов.

Режим термомеханической обработки подобран таким образом, что в результате его реализации в сплавах ванадия формируется гетерофазное структурное состояние, характеризуемое высокой плотностью дефектов кристаллического строения и формированием мелкодисперсных частиц на основе фаз внедрения. Легирование кислородом в процессе химико-термической обработки позволяет сформировать в материале однородное распределение мелкодисперсных частиц оксидной фазы и реализовать эффективное совместное дисперсное и субструктурное упрочнение. Дополнительное легирование кислородом позволяет контролируемым образом увеличить объемную долю мелкодисперсной фазы, изменить размер частиц и реализовать дополнительное твердорастворное упрочнение.

Примеры конкретного осуществления изобретения приведены ниже:

Пример 1

Заготовки сплава V-Zr-Cr-W (V-1.17Zr-8.75Cr-0.14W-0.01C-0.02O-0.01N вес. %) после гомогенизирующего отжига при температуре 1300°С в течение 8 часов, последующего нагрева слитков до температуры 1000°C с выдержкой при этой температуре в течение 2 часов и выдавливания на прессе с коэффициентом вытяжки 2-5 подвергаются отжигу в диапазоне температур (950-1100)°С в течение 1 часа и осадке прутков из заготовок на гидравлическом прессе со степенью деформации не более 50% с последующим рекристаллизационным отжигом при 950°С. Далее следует одночасовая термообработка в вакууме при 1400°С и 3 цикла термомеханической обработки, состоящих из деформации прокаткой с обжатием ε≈40% при комнатной температуре и отжига при Т=550°С в течение 1 часа. Стабилизация структурного состояния проводится отжигом в вакууме при 1000°С в течение часа. Затем проводят термообработки на воздухе при Т=550°С, 210 минут. После этого проводится серия вакуумных (2×10-5 Торр) отжигов с поэтапным повышением температуры: 600°С в течение 10 часов, 750°С в течение 5 часов, 900°С в течение 2 часов, 1000°С в течение 1 часа. Дополнительное легирование проводится путем термообработки на воздухе при Т=600°С в течение 10 минут. На заключительном этапе производится ступенчатая термообработка при последовательном повышении температуры: 600°С, 5 часов + 750°С, 2 часа + 900°С, 1 час + 1000°С, 1 час + 1100°С, 1 час.

Пример 2

Заготовки сплава системы V-Zr-Cr-W после гомогенизирующего отжига при температуре 1300°С в течение 8 часов, последующего нагрева слитков до температуры 1000°C с выдержкой при этой температуре в течение 2 часов и выдавливания на прессе с коэффициентом вытяжки 2-5 подвергаются отжигу в диапазоне температур 1100°С в течение 1 часа и осадке прутков из заготовок на гидравлическом прессе со степенью деформации не более 50% с последующим рекристаллизационным отжигом при 1100°С. Далее следует термообработка в вакууме при 1400°С в течение 1 часа. После указанных выше операций проводятся 3 цикла термомеханической обработки, состоящие из деформации прокаткой с обжатием ε≈30% при комнатной температуре и отжига при Т=700°С в течение 1 часа. Стабилизация структурного состояния проводится отжигом в вакууме при 1000°С в течение часа. Затем проводят термообработки на воздухе при Т=650°С, 840 минут. После этого проводится серия вакуумных (2×10-5 Торр) отжигов с поэтапным повышением температуры: 600°С в течение 15 часов, 750°С в течение 7 часов, 900°С в течение 2 часов, 1000°С в течение 1 часа. Дополнительное легирование проводится путем термообработки на воздухе при Т=600°С в течение 30 секунд. На заключительном этапе производится ступенчатая термообработка при последовательном повышении температуры: 600°С, 9 часов + 750°С, 4 часа + 900°С, 1 час + 1000°С, 1 час + 1100°С, 1 час.

На рисунке 1 показана микроструктура сплава V-Cr-W-Zr-(С, N, О) после обработки при концентрациях кислорода CO≈1.1 (a) и 2.1 (б). ПЭМ. Изображения в светлом поле.

На рисунке 1а показан сплав системы V-Zr-Cr-W после внутреннего окисления при значении концентрации кислорода CO≈1.1. В результате после заключительного отжига при Т=1100°С частицы ZrO2 имеют размеры (около 200 нм), близкие к таковым для частиц карбида циркония после традиционного режима обработки этого сплава с аналогичной температурой указанного выше отжига. После обработки сплава V-Zr-Cr-W при величине CO≈2.1 (рисунок 1б) указанные выше размеры имеют лишь частицы ZrO2, сформировавшиеся в результате окисления частиц исходной карбидной фазы ZrC. Частицы ZrO2, выделившиеся из пересыщенного твердого раствора, на порядок меньше. На расстоянии ≈ 0.2 мм от поверхности внутреннеокисленных образцов толщиной 1 мм размеры большинства таких частиц не превышают 10 нм. Это связано с тем, что, при достигнутых в этом случае величинах CO≈2.1, концентрация циркония в твердом растворе, контролирующая скорость коагуляции этих частиц, снижается на много порядков.

На рисунке 2 показана микроструктура сплава V-Cr-W-Zr-(С, N, О) после предлагаемой обработки при концентрации кислорода CO≈2.5. Светлопольная микрофотография (а). Темнопольное изображение мелкодисперсных частиц ZrO2 (б). ПЭМ.

После предлагаемого режима обработки сплава V-1.17Zr-8.75Cr-0.14W-0.01C-0.02O-0.01N (вес. %) достигается предельно высокая дисперсность окисной фазы (рисунок 2а, б). Даже на светлопольных изображениях наблюдается высокая плотность частиц оксидной фазы (рисунок 2а). Как следует из темнопольных изображений, размеры подавляющего большинства этих частиц не превышают нескольких нанометров (рисунок 2б).

В процессе механических испытаний активным растяжением было установлено, что формирование в процессе обработки по предложенным режимам сложного структурно-фазового состояния приводит к повышению, в зависимости от концентрации кислорода, значений высокотемпературной кратковременной прочности сплава V-4,23Cr-7,56W-1,69Zr (таблица 1) при сохранении хорошего уровня технологической пластичности. Значительные эффекты упрочнения наблюдаются даже после испытаний при температурах более 800°С, что свидетельствует о высокой термической стабильности формируемых структурных состояний.

К преимуществам изобретения следует отнести то, что в результате применения предложенного способа повышаются значения прочностных характеристик при сохранении приемлемого запаса пластичности образцов обрабатываемых сплавов. Формирующиеся в процессе обработки частицы второй фазы характеризуются высокой термической стабильностью. Предлагаемый способ позволяет производить контролируемое изменение концентрации кислорода и тем самым предопределять изменение размера и объемной доли частиц второй фазы для обеспечения оптимального соотношения частиц различных фракций и наиболее эффективной реализации совмещенного дисперсного, твердорастворного и субструктурного упрочнения. Важной особенностью данного метода является возможность проведения дополнительного легирования кислородом на различных технологических этапах передела заготовок и формирования изделий. Кроме того, тот способ позволяет контролируемым образом создавать повышенные концентрации кислорода в поверхностных слоях на завершающих стадиях получения изделий.

Такая обработка приводит к повышению значений температуры рекристаллизации ванадиевых сплавов до 1200°С-1300°С, что позволяет сохранять приемлемый уровень прочностных характеристик при температурах, достигающих 1000°С.

Эти результаты свидетельствуют о высокой эффективности разрабатываемого способа обработки сплавов ванадия, легированных элементами IVB группы Периодической системы, для повышения высокотемпературной прочности сплавов и существенного расширения интервала их рабочих температур.

Способ получения заготовок сплавов ванадия, включающий гомогенизацию слитка, формирование заготовки путем нагрева и выдавливания слитка на прессе с последующим отжигом, осадки заготовки на прессе в пруток с последующим рекристаллизационным отжигом при температуре 950-1100°С, стабилизирующий отжиг в вакууме, термомеханическую обработку путем деформации и отжига, отличающийся тем, что гомогенизацию слитка осуществляют при температуре 1300°С в течение 8 часов, стабилизирующий отжиг в вакууме проводят при температуре 1400°С в течение 1 часа, термомеханическую обработку ведут в три цикла путем деформации прокаткой с обжатием ε=30-50% при комнатной температуре и отжига при температуре 450-700°С в течение 1 часа, а после термомеханической обработки осуществляют стабилизирующий отжиг в вакууме при температуре 1000°С в течение 1 часа, после чего проводят диффузионное легирование кислородом путем отжига на воздухе при температуре не более 700°С в течение времени, необходимого для формирования окисной пленки V2O5, далее проводят стабилизирующий отжиг в вакууме с поэтапным повышением температуры от 600°С до 1100°С, диффузионное легирование кислородом путем термообработки заготовок на воздухе при температуре не более 700°С и заключительный стабилизирующий отжиг в вакууме с поэтапным повышением температуры от 600°С до 1100°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению заготовок из технически чистого титана с размером зерна менее 0,4 мкм, и может быть использовано для изготовления полуфабрикатов и изделий, используемых в медицине и технике.

Изобретение относится к деформационнотермической обработке сплава TiNiTa с эффектом памяти формы и может быть использовано в медицине при изготовлении стентов. Способ получения наноструктурной проволоки из сплава титан-никель-тантал с эффектом памяти формы включает термомеханическую обработку заготовки, сочетающую интенсивную пластическую деформацию и дорекристаллизационный отжиг.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу изготовления крепежных изделий из титанового сплава с заданными механическими свойствами, и может быть использовано в аэрокосмической отрасли.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу обработки полуфабрикатов из титановых сплавов преимущественно с двухфазной структурой, и может быть использовано в авиационной технике и машиностроении.

Изобретение относится к металлургии, а именно к изготовлению деталей из сплава TA6Zr4DE, и может быть использовано при изготовлении вращающихся деталей турбомашины. Способ изготовления детали турбомашины, выполненной из титанового сплава TA6Zr4DE, включает ковку заготовки в альфа-бета-области с образованием предварительно отформованной заготовки, горячую штамповку предварительно отформованной заготовки в бета-области титанового сплава с получением необработанной детали и термическую обработку.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к альфа/бета титановым сплавам с высокой прочностью и пластичностью. Альфа/бета титановый сплав содержит, мас.%: от 3,9 до 4,5 алюминия, от 2,2 до 3,0 ванадия, от 1,2 до 1,8 железа, от 0,24 до 0,30 кислорода, до 0,08 углерода максимум, до 0,05 азота максимум, до 0,015 водорода максимум, в общей сложности до 0,30 других элементов: менее чем 0,005 каждого из бора и иттрия, не более чем 0,10 каждого из олова, циркония, молибдена, хрома, никеля, кремния, меди, ниобия, тантала, марганца и кобальта, и остальное - титан и случайные примеси.

Изобретение относится к обработке металлов и сплавов давлением, а именно к способам изготовления тонколистового проката на основе алюминидов титана. Способ изготовления тонколистового проката из сплава Ti - 10,0-15,0 Al - 17,0-25,0 Nb - 2,0-4,0 V - 1,0-3,0 Mo - 0,1-1,0 Fe – 1,0-2,0 Zr – 0,3-0,6 Si включает ковку слитка в сляб, механическую обработку сляба, многоэтапную горячую продольную прокатку сляба на подкат, резку подката на листовые заготовки, их адъюстажную обработку, сборку в пакет, прокатку пакета и окончательную адъюстажную обработку листов.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термомеханической обработке (α+β)-титановых сплавов. Предложен способ высокотемпературной термомеханической обработки (α+β)-титанового сплава.
Изобретение может быть использовано для изготовления методом сверхпластической деформации ответственных силовых деталей из титанового сплава ВТ6, в частности шпангоутов, люков, обтекателей.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления штамповок лопаток ГТД из титановых сплавов. Способ изготовления штамповок лопаток из титановых сплавов включает выдавливание заготовки в изотермических условиях при одинаковой температуре нагрева заготовки и штампа и последующую изотермическую штамповку выдавленной заготовки.

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке и упрочнению малогабаритных изделий конструкционного и медицинского назначения, например метизных изделий и стоматологических имплантатов, изготовленных из альфа-сплавов титана. Способ химико-термической индукционной обработки малогабаритных изделий из альфа-титановых сплавов включает индукционный нагрев, выдержку и последующее охлаждение на воздухе. Индукционный нагрев осуществляют в камере оксидирования до температуры 1000-1200°С при частоте тока 90±10 кГц и потребляемой удельной электрической мощности 0,2-0,4 Вт/кг в окислительной газовой среде при давлении 0,1±0,05 МПа с содержанием кислорода от 15 до 25 мас. %, а выдержку проводят в течение 0,5-2 минут. Повышаются величины пределов упругости, текучести и прочности малогабаритных изделий из альфа-сплавов титана, в том числе и медицинского назначения. 1 ил., 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам создания текстуры в тонких листах из титанового сплава Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo методом горячей прокатки. Способ получения листов из жаропрочного сплава Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Мо включает предварительную обработку слитка ковкой или штамповкой в β-области с получением сляба, горячую продольную прокатку сляба на подкат с последующим отжигом и травлением, резку подката на листовые заготовки, их адъюстажную обработку и сборку в пакет, пакетную поперечную прокатку в листовую заготовку с последующими отжигами и адъюстажной обработкой полученных листов. Горячую продольную прокатку сляба на подкат осуществляют поэтапно. На первом этапе - при температуре нагрева в (α+β)-области ТПП-(20÷60)°С и суммарной степенью деформации 25-30%, на втором - при температуре нагрева в β-области ТПП+(80÷120)°С и суммарной степени деформации 80-95%, окончательную - не менее чем однократную прокатку при температуре нагрева в (α+β)-области ТПП-(20÷65)°С с суммарной степенью деформации 20-60%, пакетную поперечную прокатку осуществляют в два этапа в (α+β)-области при температуре нагрева ТПП-(30÷60)°С с суммарной степенью деформации пакета 50-85% и с промежуточным и окончательным отжигами, причем соотношение суммарных степеней деформаций окончательной продольной прокатки подката и поперечной прокатки пакета в (α+β)-области составляет не более 10%. Полученные листы толщинами до 0,4 мм характеризуются низкой анизотропией механических свойств и однородной структурой, удовлетворительным качеством поверхности. 2 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам термомеханической обработки прутков из двухфазных титановых сплавов. Способ термомеханической обработки прутков из двухфазных титановых сплавов с молибденовым эквивалентом от 3,3 до 22% включает закалку прутка и его холодную деформацию. Перед закалкой пруток подвергают горячей деформации при температуре в диапазоне от 500°C до Тпп-20°C с обеспечением аксиальной текстуры β-фазы <110> с полюсной плотностью не менее трех. Закалку прутка осуществляют с температур в диапазоне от 720°C до Тпп с последующей холодной деформацией вдоль оси прутка при температуре не выше 300°C и с относительным удлинением от 1 до 30%, где Тпп - температура полиморфного превращения сплава. Сплав характеризуется низким термическим коэффициентом линейного расширения при высоких значениях прочности и удовлетворительной пластичности. 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу изготовления никель-титановых прокатных изделий, и может быть использовано для изготовления исполнительно-приводных механизмов, имплантируемых стентов и других медицинских устройств. Способ изготовления никель-титанового прокатного изделия включает горячую ковку слитка при температуре большей или равной 500°С с получением биллета, горячую прутковую прокатку биллета при температуре большей или равной 500°С с получением заготовки, холодную вытяжку заготовки при температуре меньше 500°С с получением прутка и горячее изостатическое прессование (ГИП) в течение по меньшей мере 0,25 часа в печи для ГИП, работающей при температуре в диапазоне от 700°С до 1000°С и давлении в диапазоне от 3000 фунтов на кв. дюйм (20,7 МПа) до 50000 фунтов на кв. дюйм (344,7 МПа). Уменьшается плотность неметаллических включений на единицу площади, что обеспечивает высокое качество поверхности, а также высокую усталостную долговечность изделия. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 8 ил., 10 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу получения заготовки из титанового сплава, и может быть использовано для изготовления деталей самолета. Способ получения заготовки из титанового сплава включает стадии, на которых получают слиток титанового сплава, включающего, вес.%: от 6,0 до 6,7 алюминия, от 1,4 до 2,0 ванадия, от 1,4 до 2,0 молибдена, от 0,20 до 0,42 кремния, от 0,17 до 0,23 кислорода, до 0,24 железа, до 0,08 углерода, титан и неизбежные примеси остальное, выполняют первую термическую обработку сплава при температуре на 40 и 200 градусов Цельсия выше температуры бета-трансуса и ковку. Затем выполняют вторую термическую обработку при температуре на 30-100 градусов Цельсия ниже бета-трансуса, прокатку сплава в плиту, пруток, или сутунку и проводят отжиг при температуре ниже бета-трансуса. Полученные заготовки имеют высокие характеристики прочности, долговечности при малоцикловой усталости. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил., 4 табл.

Изобретение относится к способу нанесения защитного покрытия из слоев TiN и (Ti+V)N на подложку из титанового сплава ВТ-6. Осуществляют одновременное напыление слоев TiN и (Ti+V)N на подложку из титанового сплава ВТ-6 с помощью двух электродуговых испарителей с чередованием времени нанесения каждого слоя и количества напыляемого материала с каждого из катодов электродуговых испарителей в атмосфере инертного газа. При этом упомянутую подложку предварительно подвергают пластической деформации путем ее осадки на бойках Бриджмена с приложением сжимающего удельного давления 3-6 ГПа и последующего кручения с получением деформации сдвига при вращении подвижного бойка Бриджмена относительно своей оси со скоростью 0,2-1 об/мин. Изобретение позволяет повысить адгезионную прочность покрытия TiN и (Ti+V)N на подложке из титанового сплава ВТ-6. 4 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к получению изделий из твердого сплава на основе карбида вольфрама. Способ включает спекание порошка в печи при температуре в диапазоне от 1360 до 1550°C с получением изделия и его охлаждение. Причем охлаждение изделия осуществляют вместе с печью до 950°C, затем изделие охлаждают до 800°C со скоростью от 1,0°C/минуту до 3,5°C/минуту, после чего ведут охлаждение изделия вместе с печью до комнатной температуры. Обеспечивается повышение качества изделий твердого сплава за счет получения более мелкой и равномерной структуры твердого сплава. 1 табл., 6 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к титановому листу, который может быть использован для изготовления сепараторов топливных элементов. Титановый лист для сепаратора топливного элемента содержит основу листа из титана или титанового сплава с рекристаллизованной структурой, поверхностный слой и пассивирующий слой. Поверхностный слой содержит титановую матрицу твердого раствора кислорода (O), углерода (C) и азота (N) в титане и соединения титана с по меньшей мере одним из элементов, выбранных из кислорода (O), углерода (C) и азота (N), имеет толщину менее 1 мкм, а пассивирующий слой расположен на поверхностном слое и имеет толщину менее 5 нм. Титановый лист обеспечивает низкое контактное сопротивление. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл., 6 ил.

Изобретение относится к способам термической обработки изделий или заготовок из псевдо-β титановых сплавов путем закалки и холодной пластической деформации и может быть реализовано в металлургии, а также в машиностроении в производстве для изготовления конкретных изделий из них, в частности, пружин. Способ термической обработки изделия из псевдо-β титановых сплавов включает нагрев закаленного и продеформированного изделия, его выдержку и охлаждение. Нагрев изделия осуществляют до температуры (0,4-0,45) tcm, где tcm°C - температура старения сплава, выдерживают в течение 10-15 мин, а охлаждение ведут до температуры -10°С при одновременном воздействии потока газа и акустического поля звукового диапазона частот с уровнем звукового давления в пределах 140-160 дБ в течение 10 мин. Формируется внутризеренная структура с выстраиванием дислокаций в виде упорядоченных образований, в результате чего уменьшаются внутренние микронапряжения на границах раздела фаз, увеличиваются значения пределов упругости и текучести, а также повышается пластичность. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к получению интерметаллидного ортосплава на основе титана. Способ включает перемешивание порошков титана и ниобия с обеспечением механического легирования порошка титана порошком ниобия в течение 8-24 ч, затем проводят механическое перемешивание легированного ниобием порошка титана с порошком алюминия. Полученную порошковую смесь компонентов сплава наносят на металлическую платформу слоями толщиной 35-150 мкм с лазерным плавлением слоев постоянным непрерывным лазером мощностью 400-1000 Вт со скоростью сканирования 300-1000 мм/с. Обеспечивается высокая химическая однородность интерметаллидного ортосплава на основе титана. 2 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл.

Изобретение относится к области радиационного материаловедения и может быть использовано в технологических циклах получения полуфабрикатов сплавов на основе ванадия. Способ получения заготовок сплавов ванадия включает гомогенизацию слитка, формирование заготовки путем нагрева и выдавливания слитка на прессе с последующим отжигом, осадки заготовки на прессе в пруток с последующим рекристаллизационным отжигом при температуре 950-1100°С, стабилизирующий отжиг в вакууме, термомеханическую обработку путем деформации и отжига. Гомогенизацию слитка осуществляют при температуре 1300°С в течение 8 часов, стабилизирующий отжиг в вакууме проводят при температуре 1400°С в течение 1 часа. Термомеханическую обработку ведут в три цикла путем деформации прокаткой с обжатием ε30-50 при комнатной температуре и отжига при температуре 450-700°С в течение 1 часа, а после термомеханической обработки осуществляют стабилизирующий отжиг в вакууме при температуре 1000°С в течение 1 часа, после чего проводят диффузионное легирование кислородом путем отжига на воздухе при температуре не более 700°С в течение времени, необходимого для формирования окисной пленки V2O5, далее проводят стабилизирующий отжиг в вакууме с поэтапным повышением температуры от 600°С до 1100°С, диффузионное легирование кислородом путем термообработки заготовок на воздухе при температуре не более 700°С и заключительный стабилизирующий отжиг в вакууме с поэтапным повышением температуры от 600°С до 1100°С. Полученные сплавы характеризуются высокими значениями прочности при высоких температурах. 2 ил., 1 табл., 2 пр.

Наверх