Способ термической обработки двух-фазных титановых сплавов

 

Саюз Соаетскня

Соцмаанстическнк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АЗТОРСКОМУ С ВТИЛЬСТВУ, (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— . (22) Заявлено 1801.79 (21) 2715260/22-02

<11>834232

Ф

Ъ

I (я)м, кл.з

С 22 F 1/18 с присоединением заявки М

Государственный конктет

СССР по делан «зобретениа в открыто» (23) Приоритет

Опубликовано 300581.Бюллетень No 20 (53) УДК 621.785..06(088 ° 8) Дата опубликования описания 300581 (72) Авторы изобретения

F.A. Кулаков, Т.П. Авдеева, Н.М. Толкачев, A.М. Смыслов и .В.С. Мухин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ДВУХФАЗНЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

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

Известен способ термической обра- . ботки титановых сплавов, в котором нагрев производят до температуры

30-70оС ниже температуры полиморфного превращения, охлаждения.со скоростью 5-30 С в секунду с последующим старением при 500-600 С, что о обеспечивает повышение прочностных свойств при комнатной и.повышенной температурах при сохранении высоких пластических свойств (1).

Однако следует отметить, что тер-. мическая обработка в таком широком интервале. скоростей охлаждения способиа привести к образованию химической и структурной микронеоднородности, которые часто оказываются устойчивыми по отношению к последующим нагревам. Наличие микронеоднородности определяет неравномерность механических свойств детали.

Известен способ повышения прочности при высокой температуре, включающий гомогениэацию при температуре

500еС с последующим охлаждением на воздухе. Предварительная подготовка под закалку и длительный отжиг после нее должен приводить к выравниванию возникшей при закалке химической неоднородности (2).

Однако этот способ неудобен тем, что является многооперационным и, кроме того, требует использования высокотемпературных печей при продолжительном технолегическом цикле.

Известен способ упрочняющей тер10 мической обработки двухфазного титанового сплава, заключающийся в закалкЕ в воду с температуры 840-900 С и псследующего старения при 500-600 С продолжительностью 1-6 ч с охлажде15 нием на воздухе. Эффект термоупрочнения для сплава ВТ3-1 при кратковременных испытаниях сохраняется до

500 С и составляет 85 кгс/мм (при

20 С (Уй = 130 кгс/мР) f3).

20 Однако указанный режим термической обработки не обеспечивает высокой жаропрочностн.

Цель изобретения — повышение жаропрочности.

Указанная цель достигается тем, что охлаждение при закалке и старении проводят в постоянном магнитном поле напряженностью 6000+200 Э.

Способ осуществляется следукицим

30 образом.

834232

Таблица 1

Обработка

Темпе» ратура .испытания, ОС

По известному способу По предлагаемому способу

Закалка 850-880 С в воду, Старение 550 С, 5 ч, воздух

В 2 кгс/мм Ch %, %

4"10

15- 30

120 10 3 43

112 14 50

105 18 55

20 130

300 105

400

80

95 19

84 52

500

600

Т а б л и ц а 2

<.

«

Ф

Свойства

Темпе-. ратура ис пыта ния, С

«Щ ю (р кгс/мм %

20 138 12 к7

44,9

100 126 12,8

43,2

53,7

Термообработку сплава (закалку и старение.) ведут по обычным для дан-, ного сплава режимам. Закалочное охлаждение проводят в закалочный бак с водой при 20 С, который помещают между полюсами электромагнитной установки, создающей постоянное магнитное поле напряженностью 6000+200 Э с выдержкой в магнитном поле в течение 7-10 мин. Охлаждение с температуры старения на воздухе в межполюсном пространстве вышеуказанной установки при напряженности постоянного магнитного поля б000+200 Э s течеОбрабатывают заготовки из сплава

ВТ22.

Нагрев заготовок проводят до

720+10 С в электропечи с воздушной атмосферой в течение 1 ч и закаливают в воде с температурой 20 С в постоянном магнитном поле напряженностью 60002200 Э. Выдержка в магнитном поле - 7 мин °

Старение образцов после закалки производят при 500+10 С в течение

8 ч. Охлаждение с температуры старения на воздухе в межплоскостном пространстве электромагнита при напряженности постоянного магнитного поля 6000+200 Э в течение 15 мин, далее беэ магнитного поля до комнатной температуры.

Направление магнитного поля цри закалке и старении относительно оси образца не регламентировано.

ИЭ термически обработанных заготовок ф 40 х 60 изготавливаются образцы с диаметром рабочей части ю 5 для испытания в широком диапазоне температур. ние 15 мин, далее без магнитного поля на спокойном Воздухе, Перерыв между закалкой и старением не регламентирован.

Напряженность магнитного поля установки, предварительно оттарированной по силе тока в катушках электромагнита и зазору между сердечниками, устанавливается и поддерживается по амперметру.

Обработанные по такому способу образцы иэ сплава ВТЗ-1 имеют при кратковременных испытаниях механические свойства, приведенные в табл.1.

Результаты испытаний сведены в табл. 2.

55 200 - 117,5 10 5

300 109 14,3

6Я Результаты испытаний свойств сплава ВТ22, термообработанного по стандартному режиму (нагрев до 720+10 С

1 ч, охлаждение в воду, старение

500 10оС в течение 8 ч, затем на воз65 духе) приведены в табл. 3.

834232

Т а б л и ц а 3 ратур, что позволяет повысить надеж-. ность теплонагруженных агрегатов.

Температура испытания, OC

Свойства формула изобретения

d; кгс/мм % %

127 11,8 35,7

116 14,9 45,4

107 14,3 . 49,0

100

200

101 14,0 49,3

300

400

12,5 52,0 15

97;5

Составитель С. Николаева

Техред М. Коштура Корректор М. Демчик

Редактор М. Ткач

Заказ 4013/52 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Филиал ППП "Патент", r. ужгород ул. Проектная. 4

Использование предложенного способа обеспечивает значительное повышение жаропрочности без снижения . gp пластичности в области рабочих темпеСпособ термической обработки двухфазных THTBHoBbBc. сплавов путем закалки и старения, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения жаропрочности, охлаждение при закалке и старении ведут в постоянном магнитном поле напряженностью

6000+200 Э.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 324298, кл. С 22. F i/16, 1979.

2. Патент ФРГ В 1907614, кл. С 22 С 15/00, 1972.

3. Солонина О.П., Глазунов С.Г.

Жаропрочные титановые сплавы. М., 1976, с. 180-186.