MX2013000393A - Enderezamiento por estiramiento en caliente de titanio alfa/beta procesado de alta resistencia. - Google Patents

Abstract

Un método para enderezar una forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida (STA) incluye calentar una forma de una aleación de titanio procesada con STA a una temperatura de enderezamiento de al menos 25°F por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento, y aplicar un esfuerzo de tracción de alargamiento durante un tiempo suficiente para alargar y enderezar la forma. El esfuerzo de tracción de alargamiento es al menos 20% del límite de fluencia y no es igual a o mayor que el esfuerzo de fluencia a la temperatura de enderezamiento. La forma enderezada se desvía de una recta no más de 0.125 pulgadas sobre cualquier longitud de 5 pies o una longitud más corta. La forma enderezada se enfría mientras se aplica simultáneamente un esfuerzo de tracción de enfriamiento que equilibra el esfuerzo de enfriamiento térmico en la forma de una aleación de titanio para mantener de ese modo una desviación a partir de una recta de no más de 0.125 pulgadas sobre cualquier longitud de 5 pies o una longitud más corta.

Description

ENDEREZAMIENTO POR ESTIRAMIENTO EN CALIENTE DE TITANIO ALFA /BETA PROCESADO DE ALTA RESISTENCIA ANTECEDENTES DE LA TECNOLOGÍA CAMPO DE LA TECNOLOGÍA La presente descripción se dirige a métodos para enderezar aleaciones de titanio de alta resistencia envejecidas en el campo de fase a+ß.

DESCRIPCIÓN DE LOS ANTECEDENTES DE LA TECNOLOGÍA Las aleaciones de titanio típicamente exhiben una alta relación de resistencia a peso, son resistentes a la corrosión, y son resistentes a la fluencia a temperaturas moderadamente altas. Por estas razones, las aleaciones de titanio se usan en aplicaciones aeroespaciales y aeronáuticas que incluyen, por ejemplo, miembros del tren de aterrizaje, marcos de motor y otras partes estructurales críticas. Las aleaciones de titanio se usan además en partes de motores a reacción tales como rotores, álabes de compresor, partes del sistema hidráulico, y góndolas.

En años recientes, las aleaciones de titanio ß han ganado un mayor interés y aplicación en la industria aeroespacial. Las aleaciones de titanio ß pueden procesarse a resistencias muy altas mientras mantiene propiedades razonables de dureza y ductibilidad. Adicionalmente, el bajo esfuerzo de flujo de las aleaciones de titanio ß a temperaturas elevadas puede resultar en un procesamiento mejorado.

Sin embargo, las aleaciones de titanio ß pueden ser difíciles de procesar en el campo de fase a+ß debido a que, por ejemplo, las temperaturas /Hransus de las aleaciones están típicamente en el intervalo de 1400°F a 1600°F (760°C a 871.1°C). Adicionalmente, el enfriamiento rápido, tal como el temple en agua o aire, se requiere después de un tratamiento y envejecimiento de la solución a+ß con el objetivo de lograr las propiedades mecánicas deseadas del producto. Una barra de una aleación de titanio ß recta tratada con solución en a+ß y envejecida, por ejemplo, puede pandearse y/o torcerse durante el temple. ("Solución tratada y envejecida" se denomina a veces en la presente como "STA".) Adicionalmente, las bajas temperaturas de envejecimiento que deben usarse para las aleaciones de titanio ß, por ejemplo, 890°F a 950°F (477°C a 510°C), limitan severamente las temperaturas que pueden usarse para el enderezamiento posterior. El enderezamiento final debe ocurrir por debajo de la temperatura de envejecimiento para evitar cambios significativos en las propiedades mecánicas durante las operaciones de enderezamiento.

Para las aleaciones de titanio a+ß, tales como, por ejemplo, la aleación Ti-6AI-4V, en forma de producto alargado o barra, convencionalmente se emplean procesos caros de tratamiento de calor de solución vertical y de envejecimiento para minimizar la distorsión. Un ejemplo típico del procesamiento con STA de la industria anterior incluye suspender una parte larga, tal como una barra, en un horno vertical, tratar la barra con una solución a una temperatura en el campo de fase a+ß, y envejecer la barra a una temperatura inferior en el campo de fase a+ß. Después del temple rápido, por ejemplo, el temple en agua, puede ser posible enderezar la barra a temperaturas inferiores que la temperatura de envejecimiento. Suspendida en una orientación vertical, los esfuerzos en la barra son de naturaleza más radial y resultan en menos distorsión. Una barra de aleación TÍ-6AI-4V procesada con STA (UNS R56400) puede enderezarse después mediante calentamiento hasta una temperatura por debajo de la temperatura de envejecimiento en un horno de gas, por ejemplo, y después enderezarse usando un enderezador de 2 planos, de 7 planos, u otro, conocido por un experto. Sin embargo, las operaciones de tratamiento térmico vertical y temple en agua son caras y las capacidades no se encuentran en todos los fabricantes de aleaciones de titanio.

Debido a la alta resistencia a la temperatura ambiente de las aleaciones de titanio ß tratadas con solución y envejecidas, los métodos de enderezamiento convencionales, tal como el tratamiento térmico vertical, no son efectivos para enderezar un producto largo, tal como una barra. Después de envejecer entre 800°F a 900°F (427°C a 482°C), por ejemplo, una aleación Ti-15Mo de titanio ß metaestable procesada con STA (UNS R58150) puede tener una resistencia a tracción última de 200 ksi (1379 MPa) a temperatura ambiente. Por lo tanto, la aleación de Ti-15Mo procesada con STA no se presta para los métodos tradicionales de enderezamiento porque las temperaturas de enderezamiento disponibles que no afectarían las propiedades mecánicas son suficientemente bajas de manera que una barra compuesta de la aleación pudiera quebrarse cuando se aplican las fuerzas de enderezamiento.

En consecuencia, se desea un proceso de enderezamiento para metales y aleaciones metálicas tratados con solución y envejecidos que no afecte significativamente la resistencia del metal o la aleación de metal envejecidos.

SUMARIO De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, una modalidad no limitante de un método para enderezar una forma metálica endurecida por envejecimiento seleccionada de uno de un metal y una aleación metálica incluye calentar una forma metálica endurecida por envejecimiento hasta una temperatura de enderezamiento. En ciertas modalidades, la temperatura de enderezamiento está en un intervalo de temperatura de enderezamiento de 0.3 de la temperatura de fusión en kelvin (0.3Tm) de la forma metálica endurecida por envejecimiento a al menos 25°F (13.9°C) por debajo de una temperatura de envejecimiento usada para endurecer la forma metálica endurecida por envejecimiento. Un esfuerzo de tracción de alargamiento se aplica a la forma metálica endurecida por envejecimiento durante un tiempo suficiente para alargar y enderezar la forma metálica endurecida por envejecimiento para proporcionar una forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento. La forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento se desvía de uria recta no más de 0.125 pulgadas (3.175 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta. La forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento se enfría mientras se aplica simultáneamente un esfuerzo de tracción de enfriamiento a la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento que es suficiente para equilibrar los esfuerzos de enfriamiento térmico en la aleación y mantener una desviación de la recta de no más de 0.125 pulgadas (3.175 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta de la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento.

Un método para enderezar una forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida incluye calentar una forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida a una temperatura de enderezamiento. La temperatura de enderezamiento comprende una temperatura de enderezamiento en el campo de fase a+ß de la forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida. En ciertas modalidades, el intervalo de temperatura de enderezamiento es de 1100°F (611.1°C) por debajo de una temperatura beta-transus de la forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida a 25°F (13.9°C) por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento de la forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida. Un esfuerzo de tracción de alargamiento se aplica a la forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida durante un tiempo suficiente para alargar y enderezar la forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida para formar una forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida. La forma de una aleación de titanio enderezada tratada con solución y envejecida se desvía de una recta no más de 0.125 pulgadas (3.175 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta. La forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida se enfría mientras se aplica simultáneamente un esfuerzo de tracción de enfriamiento a la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida. El esfuerzo de tracción de enfriamiento es suficiente para equilibrar un esfuerzo de enfriamiento térmico en la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida y mantener una desviación de la recta de no más de 0.125 pulgadas (3.175 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta de la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las características y ventajas de los métodos descritos en la presente pueden entenderse mejor con referencia a los dibujos acompañantes en los cuales: La Fig. 1 es un diagrama de flujo de una modalidad no limitante de un método de enderezamiento por estiramiento en caliente para formas de aleaciones de titanio de acuerdo con la presente descripción; La Fig. 2 es una representación esquemática para medir la desviación de una recta de materiales de barras metálicas; La Fig. 3 es un diagrama de flujo de una modalidad no limitante de un método de enderezamiento por estiramiento en caliente para formas de productos metálicos de acuerdo con la presente descripción; La Fig. 4 es una fotografía de barras tratadas con solución y envejecidas de una aleación Ti-10V-2Fe-3AI; La Fig. 5 es un gráfico de temperatura en función del tiempo para enderezar la barra serie # 1 del ejemplo no limitante del Ejemplo 7; La Fig. 6 es un gráfico de temperatura en función del tiempo para enderezar la barra serie # 2 del ejemplo no limitante del Ejemplo 7; La Fig. 7 es una fotografía de barras tratadas con solución y envejecidas de una aleación Ti-10V-2Fe-3AI después de su enderezamiento por estiramiento en caliente de acuerdo con una modalidad no limitante de esta descripción; La Fig. 8 incluye micrografías de microestructuras de las barras enderezadas por estiramiento en caliente del Ejemplo 7 no limitante; y La Fig. 9 incluye micrografías de barras control no enderezadas tratadas con solución y envejecidas del Ejemplo 9.

El lector apreciará los detalles anteriores, así como otros, al leer la siguiente descripción detallada de ciertas modalidades no limitantes de los métodos de acuerdo con la presente descripción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE CIERTAS MODALIDADES NO LIMITANTES En la presente descripción de las modalidades no limitantes, en los casos en que no se trate de ejemplos operativos o donde se indique otra cosa, debe entenderse que todos los números que expresan cantidades o características se modifican en todos los casos por el término "aproximadamente". En consecuencia, a menos que se indique lo contrario, cualquiera de los parámetros numéricos establecidos en la siguiente descripción son aproximaciones que pueden variar en dependencia de las propiedades que desean obtenerse en los métodos de acuerdo con la presente invención. Por lo menos, y no como un intento de limitar la aplicación de la doctrina de los equivalentes al alcance de las reivindicaciones, cada parámetro numérico se debería interpretar al menos, a la luz del número de dígitos significativos reportados y aplicando las técnicas ordinarias de redondeo.

Cualquier patente, publicación, u otro material descriptivo, que se menciona como incorporado en esta descripción en su totalidad o en parte como referencia, se incorpora en la presente solamente si el material incorporado no entra en conflicto con las definiciones, declaraciones existentes, u otro material descriptivo expuesto en esta descripción. Como tal, y en la medida en que sea necesario, la descripción expuesta aquí reemplaza cualquier material contradictorio incorporado a la presente como referencia. Cualquier material, o parte del mismo, que se mencione en la presente como referencia, pero que entre en conflicto con las definiciones, declaraciones existentes, u otro material descriptivo expuesto en esta descripción solamente se incorpora si no surge ningún conflicto entre dicho material incorporado y el material descriptivo existente.

Con referencia ahora al diagrama de flujo de la Fig. 1 , una modalidad no limitante de un método de enderezamiento por estiramiento en caliente 10 para enderezar una forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida de acuerdo con la presente descripción comprende calentar 12 una forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida hasta una temperatura de enderezamiento. En una modalidad no limitante, la temperatura de enderezamiento es una temperatura dentro del campo de fase a+ß. En otra modalidad no limitante, la temperatura de enderezamiento está en un intervalo de temperatura de enderezamiento de aproximadamente 1 100°F (61 1.1°C) por debajo de la temperatura beta-transus de la aleación de titanio a aproximadamente 25° por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento de la forma de una aleación tratada con solución y envejecida.

Como se usa en la presente, "tratada con solución y envejecida" (STA) se refiere a un proceso de tratamiento térmico para aleaciones de titanio que incluye tratar con una solución una aleación de titanio a una temperatura de tratamiento con solución en la región bifásica, es decir, en el campo de fase a+ß de la aleación de titanio. En una modalidad no limitante, la temperatura de tratamiento con la solución está en un intervalo de aproximadamente 50°F (27.8°C) por debajo de la temperatura ¿ff-transus de la aleación de titanio a aproximadamente 200°F (1 1 1 .1 °C) por debajo de la temperatura /?-transus de la aleación de titanio. En otra modalidad no limitante, un tiempo de tratamiento con solución varía de 30 minutos a 2 horas. Se reconoce que en ciertas modalidades no limitantes, el tiempo de tratamiento con solución puede ser más corto que 30 minutos o más largo que 2 horas y generalmente depende del tamaño y la sección transversal de la forma de una aleación de titanio. Este tratamiento con solución en la región bifásica disuelve mucha de la fase a presente en la aleación de titanio, pero deja algo de fase a restante, lo cual inmoviliza el crecimiento del grano en cierta medida. Al terminar el tratamiento con la solución, la aleación de titanio se templa en agua de manera que una porción significativa de los elementos de la aleación es retenida en la fase ß.

La aleación de titanio tratada con solución después se envejece a una temperatura de envejecimiento, además referida en la presente como una temperatura . de endurecimiento por envejecimiento, en el campo bifásico, que varía de 400°F (222.2°C) por debajo de la temperatura de tratamiento con solución a 900°F (500 °C) por debajo de la temperatura de tratamiento con solución para un tiempo de envejecimiento suficiente para precipitar la fase a de grano fino. En una modalidad no limitante, el tiempo de envejecimiento puede variar de 30 minutos a 8 horas. Se reconoce que en ciertas modalidades no limitantes, el tiempo de envejecimiento puede ser más corto que 30 minutos o más largo de 8 horas y generalmente depende del tamaño y la sección transversal de la forma de aleación de titanio. El proceso con STA produce aleaciones de titanio que exhiben un alto límite de elasticidad y una alta resistencia a la tracción última. Las técnicas generales usadas en el procesamiento con STA de una aleación se conocen por los expertos en la materia y, por lo tanto, no se detallan adicionalmente en la presente.

Con referencia nuevamente a la Fig. 1 , después de calentar 12, se aplica un esfuerzo de tracción de alargamiento 14 a la forma de aleación de titanio procesada con STA durante un tiempo suficiente para alargar y enderezar la forma de aleación de titanio procesada con STA y proporcionar una forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA. En una modalidad no limitante, el esfuerzo de tracción de alargamiento es al menos aproximadamente 20% del límite de fluencia de la forma de una aleación de titanio procesada con STA a la temperatura de enderezamiento y no equivalente a o mayor que el límite de fluencia de la forma de una aleación de titanio procesada con STA a la temperatura de enderezamiento. En una modalidad no limitante, el esfuerzo de tracción de alargamiento aplicado puede aumentarse durante la etapa de enderezamiento con el objetivo de mantener el alargamiento. En una modalidad no limitante, el esfuerzo de tracción de alargamiento se aumenta en un factor de 2 durante el alargamiento. En una modalidad no limitante, la forma del producto de una aleación de titanio procesada con STA comprende una aleación Ti-10V-2Fe- 3AI (UNS 56410), que tiene un límite de elasticidad de aproximadamente 60 ksi a 900°F (482.2°C), y el esfuerzo de alargamiento aplicado es aproximadamente 12.7 ksi a 900°F al inicio del enderezamiento y aproximadamente 25.5 ksi al final de la etapa de alargamiento.

En otra modalidad no limitante, después de aplicar el esfuerzo de tracción de alargamiento 14, la forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA se desvía de una recta no más de 0.125 pulgadas (3.175 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta.

Se reconoce que está dentro del alcance de las modalidades no limitantes de esta descripción que el esfuerzo de tracción de alargamiento pudiera aplicarse mientras la forma se deja enfriar. Se entenderá, sin embargo, que debido a que el esfuerzo es una función de la temperatura, cuando la temperatura disminuye el esfuerzo de alargamiento requerido debería aumentarse para continuar alargando y enderezando la forma.

En una modalidad no limitante, cuando la forma de una aleación de titanio procesada con STA se endereza suficientemente, la forma de una aleación de titanio procesada con STA se enfría 16 mientras se aplica simultáneamente un esfuerzo de tracción de enfriamiento 18 a la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida. En una modalidad no limitante, el esfuerzo de tracción de enfriamiento es suficiente para equilibrar un esfuerzo de enfriamiento térmico en la forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA de manera que la forma de una aleación de titanio procesada con STA no se pandee, curve, o distorsione de cualquier otra forma durante el enfriamiento. En una modalidad no limitante, el esfuerzo de enfriamiento es equivalente al esfuerzo de alargamiento. Se reconoce que debido a que la temperatura de la forma producto disminuye durante el enfriamiento, aplicar un esfuerzo de tracción de enfriamiento que es equivalente al esfuerzo de tracción de alargamiento, no provocará un alargamiento adicional de la forma producto, sino que sirve para evitar que los esfuerzos de enfriamiento en la forma producto pandeen la forma producto y mantiene la desviación de la recta que se estableció en la etapa de alargamiento.

En una modalidad no limitante, el esfuerzo de tracción de enfriamiento es suficiente para mantener una desviación de una recta de no más 0.125 pulgadas (3.175 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta de la forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA.

En una modalidad no limitante, el esfuerzo de tracción de alargamiento y el esfuerzo de tracción de enfriamiento son suficientes para permitir la formación de fluencia de la forma de una aleación de titanio procesada con STA. La formación de fluencia tiene lugar en el régimen elástico normalmente. Aunque no se desea estar ligado por ninguna teoría particular, se cree que el esfuerzo aplicado en el régimen elástico normalmente a la temperatura de enderezamiento permite el corrimiento del límite de grano y la recuperación dinámica de dislocaciones que resulta en el enderezamiento de la forma producto. Después de enfriar y compensar los esfuerzos de enfriamiento térmico manteniendo un esfuerzo de tracción de enfriamiento sobre la forma producto, las dislocaciones y los límites de grano movidos asumen el nuevo estado elástico de la forma producto de una aleación de titanio procesada con STA.

Con referencia a la Fig. 2, en un método 20 para determinar la desviación de una recta de una forma producto, tal como, por ejemplo, una barra 22, la barra 22 se alinea junto a un borde recto 24. La curvatura de la barra 22 se mide en los lugares curvados o torcidos en la barra con un dispositivo usado para medir longitud, tal como una cinta de medición, como la distancia a la que la barra se curva lejos del borde recto 24. La distancia de cada tercedura o curva a partir del borde recto se mide a lo largo de una longitud prescrita de la barra 28 para determinar la desviación máxima de una recta (26 en la Fig. 2), es decir, la distancia máxima de la barra 22 a partir del borde recto 24 dentro de la longitud prescrita de la barra 22. La misma técnica puede usarse para cuantificar la desviación de una recta para otras formas productos.

En otra modalidad no limitante, después de aplicar el esfuerzo de tracción de alargamiento de acuerdo con la presente descripción, la forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA se desvía de una recta no más de 0.094 pulgadas (2.388 mm) sobre cualquier longitud de 5 pie (152.4 cm) o una longitud más corta de la forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA. En aún otra modalidad no limitante, después de enfriar mientras se aplica el esfuerzo de tracción de enfriamiento de acuerdo con la presente descripción, la forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA se desvía de una recta no más de 0.094 pulgadas (2.388 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta de la forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA. En aún otra modalidad no limitante, después de aplicar el esfuerzo de tracción de alargamiento de acuerdo con la presente descripción, la forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA se desvía de una recta no más de 0.25 pulgadas (6.35 mm) sobre cualquier longitud de 10 pies (304.8 cm) o una longitud más corta de la forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA. En aún otra modalidad no limitante, después de enfriar mientras se aplica el esfuerzo de tracción de enfriamiento de acuerdo con la presente descripción, la forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA se desvía de una recta no más de 0.25 pulgadas (6.35 mm) sobre cualquier longitud de 10 pies (304.8 cm) o una longitud más corta de la forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA.

Con el objetivo de aplicar uniformemente los esfuerzos de tracción de alargamiento y de enfriamiento, en una modalidad no limitante de acuerdo con la presente descripción, la forma de una aleación de titanio procesada con STA debe ser capaz de agarrarse con seguridad a través de la sección transversal completa de la forma de una aleación de titanio procesada con STA. En una modalidad no limitante, la conformación de la forma de una aleación de titanio procesada con STA puede ser la conformación de cualquier producto de fábrica para el cual pueden fabricarse agarres adecuados para aplicar un esfuerzo de tracción de acuerdo con el método de la presente descripción. Un "producto de fábrica" como se usa en la presente es cualquier producto metálico, es decir, de metal o de una aleación metálica, de una fábrica que se usa posteriormente tal como se fabrica o se elabora adicionalmente en un producto intermedio o terminado. En una modalidad no limitante una forma de una aleación de titanio procesada con STA comprende uno de un lingote, un tocho, una barra redonda, una barra cuadrada, una extrusión, un tubo, una tubería, un bloque, una hoja, y una placa. Los agarres y la maquinaria para aplicar los esfuerzos de tracción de alargamiento y enfriamiento de acuerdo con la presente descripción están disponibles de, por ejemplo, Cyril Bath Co., Monroe, Carolina del Norte, Estados Unidos.

Un aspecto sorprendente de esta descripción es la capacidad para enderezar por estiramiento en caliente formas de una aleación de titanio procesada con STA sin reducir significativamente las resistencias a la tracción de las formas de una aleación de titanio procesada con STA. Por ejemplo, en una modalidad no limitante, el límite de elasticidad promedio y la resistencia a la tracción última promedio de la forma enderezada por estiramiento en caliente de una aleación de titanio procesada con STA de acuerdo con los métodos no limitantes de esta descripción, se reducen en no más de 5 por ciento a partir de los valores antes del enderezamiento por estiramiento en caliente. El mayor cambio en las propiedades producidas por el enderezamiento por estiramiento en caliente que se observó fue en el por ciento de alargamiento. Por ejemplo, en una modalidad no limitante de acuerdo con la presente descripción, el valor promedio para el por ciento de alargamiento de una forma de una aleación de titanio exhibió una reducción absoluta de aproximadamente 2.5% después del enderezamiento por estiramiento en caliente. Sin pretender estar atados por ninguna teoría de operación, se cree que puede ocurrir una disminución en el por ciento de alargamiento debido al alargamiento de la forma de una aleación de titanio procesada con STA que ocurre durante las modalidades no limitantes de enderezamiento por estiramiento en caliente de acuerdó con esta descripción. Por ejemplo, en una modalidad no limitante, después del enderezamiento por estiramiento en caliente de la presente descripción, una forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA puede alargarse en aproximadamente 1.0% hasta aproximadamente 1.6% en función de la longitud de la forma de una aleación de titanio procesada con STA antes del enderezamiento por estiramiento en caliente.

El calentamiento de la forma de una aleación de titanio procesada con STA hasta una temperatura de enderezamiento de acuerdo con la presente descripción, puede emplear cualquier forma sencilla o combinación de formas de calentamiento capaces de mantener la temperatura de enderezamiento de la barra, tal como, pero sin limitarse a, calentamiento en un horno de caja, calentamiento por radiación, y calentamiento por inducción de la forma. La temperatura de la forma debe monitorearse para asegurar que la temperatura de la forma se mantiene al menos 25°F (13.9°C) por debajo de la temperatura de envejecimiento usada durante el proceso con STA. En modalidades no limitantes, la temperatura de la forma se monitorea usando sensores termopares o infrarrojos. Sin embargo, otros medios de calentamiento y monitoreo de temperatura conocidos por los expertos en la materia están dentro del alcance de esta descripción.

En una modalidad no limitante, la temperatura de enderezamiento de la forma de una aleación de titanio procesada con STA debería ser relativamente uniforme en todas partes y no debería variar de un lugar a otro en más de 100°F (55.6°C). La temperatura en cualquier lugar de la forma de una aleación de titanio procesada con STA preferentemente no aumenta por encima de la temperatura de envejecimiento con STA, debido a que las propiedades mecánicas, que incluyen, pero sin no limitarse al límite de elasticidad y la resistencia a tracción última, pudieran afectarse perjudicialmente.

La velocidad de calentamiento de la forma de una aleación de titanio procesada con STA hasta la temperatura de enderezamiento no es crítica, con la precaución de que velocidades de calentamiento más rápidas pudieran resultar en sobrepasar la temperatura de enderezamiento y resultar en la pérdida de propiedades mecánicas. Tomando precauciones para no sobrepasar la temperatura de enderezamiento objetivo, o no sobrepasar una temperatura al menos 25QF (13.9°C) por debajo de la temperatura de envejecimiento con STA, las velocidades de calentamiento más rápidas pudieran resultar en tiempos de ciclos de enderezamiento más cortos entre piezas, y en la mejora de la productividad. En una modalidad no limitante, calentar a la temperatura de enderezamiento comprende calentar a una velocidad de calentamiento de 500°F/min (277.8°C/min) a 1000°F/min (555.6°C/min).

Cualquier área localizada de la forma de una aleación de titanio procesada con STA preferentemente no debería alcanzar una temperatura igual o mayor que la temperatura de envejecimiento con STA. En una modalidad no limitante, la temperatura de la forma debería siempre ser al menos 25°F (13.9°C) por debajo de la temperatura de envejecimiento con STA. En una modalidad no limitante, la temperatura de envejecimiento con STA (además diversamente referida en la presente como la temperatura de endurecimiento por envejecimiento, la temperatura de endurecimiento por envejecimiento en el campo de fase a+ß, y la temperatura de envejecimiento) puede estar en un intervalo de 500°F (277.8°C) por debajo de la temperatura /?-transus de la aleación de titanio hasta 900°F (500°C) por debajo de la temperatura ransus de la aleación de titanio. En otras modalidades no limitantes, la temperatura de enderezamiento está en un intervalo de temperatura de enderezamiento de 50°F (27.8°C) por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento de la forma de una aleación de titanio procesada con STA a 200°F (111.1°C) por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento de la forma de una aleación de titanio procesada con STA, o está en un intervalo de temperatura de enderezamiento de 25°F (13.9°C) por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento a 300°F (166.7°C) por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento Una modalidad no limitante de un método de acuerdo con la presente descripción comprende enfriar la forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA hasta una temperatura final en cuyo punto el esfuerzo de tracción de enfriamiento puede retirarse sin cambiar la desviación a partir de una recta de la forma enderezada de una aleación de titanio procesada con STA. En una modalidad no limitante, enfriar comprende enfriar hasta una temperatura final no mayor que 250°F (121.1°C). La capacidad para enfriar hasta una temperatura más alta que la temperatura ambiente mientras es capaz de aliviar el esfuerzo de tracción de enfriamiento sin una desviación en la rectitud de la forma de una aleación de titanio procesada con STA permite tiempos de ciclo de enderezamiento más cortos entre piezas y una mejora de la productividad. En otra modalidad no limitante, enfriar comprende enfriar hasta temperatura ambiente, la cual se define en la presente como de aproximadamente 64°F (18°C) a aproximadamente 77°F (25°C).

Como se observará, un aspecto de esta descripción es que ciertas modalidades no limitantes de enderezamiento por estiramiento en caliente descritas en la presente pueden usarse sustancialmente en cualquier forma metálica que comprende muchos, si no todos, los metales y aleaciones metálicas, que incluyen, pero sin limitarse a, metales y aleaciones metálicas que convencionalmente se consideran difíciles de enderezar. Sorprendentemente, modalidades no limitantes del método de enderezamiento por estiramiento en caliente descrito en la presente fueron efectivas en aleaciones de titanio que se consideran convencionalmente difíciles de enderezar. En una modalidad no limitante dentro del alcance de esta descripción, la forma de una aleación de titanio comprende una aleación cercana a titanio a. En una modalidad no limitante, la forma de una aleación de titanio comprende al menos una de una aleación T¡-8AI-1 Mo-1V (UNS 54810) y una aleación Ti-6AI-2Sn-4zr-2Mo (UNS R54620).

En una modalidad no limitante dentro del alcance de esta descripción, la forma de una aleación de titanio comprende una aleación de titanio a+ß. En otra modalidad no limitante, la forma de una aleación de titanio comprende al menos una de una aleación TÍ-6AI-4V (UNS R56400), una aleación TÍ-6AI-4V ELI (UNSR56401 ), una aleación Ti-6AI-2Sn-4zr-6Mo (UNS R56260), una aleación Ti- 5AI-2Sn-2ZR-4Mo-4Cr (UNS R58650), y una aleación Ti-6AI-6V-2Sn (UNS R56620).

En aún otra modalidad no limitante, la forma dé una aleación de titanio comprende una aleación de titanio ß. Una "aleación de titanio ß", como se usa en la presente, incluye, pero no se limita a, aleaciones cercanas a titanio ß y aleaciones metaestables de titanio ß. En una modalidad no limitante, la forma de una aleación de titanio comprende una de una aleación Ti-10V-2Fe-3AI (UNS 56410), una aleación Ti-5AI-5V-5Mo-3Cr (UNS no asignado), una aleación ??-5??-2Sn-4Mo-2ZR-4Cr (UNS R58650), y una aleación Ti-15Mo (UNS R58150). En una modalidad no limitante específica, la forma de una aleación de titanio es una forma de una aleación Ti-10V-2Fe-3AI (UNS 56410).

Debe notarse que con ciertas aleaciones de titanio ß, por ejemplo, la aleación Ti-10V-2Fe-3AI, no es posible enderezar formas procesadas con STA de estas aleaciones hasta las tolerancias descritas en la presente usando procesos de enderezamiento convencionales, mientras además se mantienen las propiedades mecánicas deseadas de la aleación. Para aleaciones de titanio ß, la temperatura /?-transus es inherentemente inferior que el titanio puro comercialmente. Por lo tanto, la temperatura de envejecimiento con STA debe además ser inferior. Adicionalmente, las aleaciones de titanio ß procesadas con STA, tales como, pero sin limitarse a, la aleación Ti-10V-2Fe-3AI pueden exhibir resistencias a la tracción última más altas que 200 ksi (1379 MPa). Cuando se intenta enderezar barras de una aleación de titanio ß procesadas con STA que tienen tales altas resistencias usando métodos convencionales de estiramiento, tales como usando un enderezador de dos planos, a temperaturas no mayores que 25°F (13.9°C) por debajo de la temperatura de envejecimiento con STA, las barras exhiben una fuerte tendencia a quebrarse. Sorprendentemente, se ha descubierto que estas aleaciones de titanio ß procesadas con STA de altas resistencias pueden enderezarse hasta las tolerancias descritas en la presente usando modalidades no limitantes de un método de enderezamiento por estiramiento en caliente de acuerdo con esta descripción sin fracturarlas y con , sólo una pérdida promedio del límite de elasticidad y la resistencia a la tracción última de aproximadamente 5%.

Aunque la discusión anteriormente se interesa principalmente en formas enderezadas de aleaciones de titanio y métodos para enderezar formas de aleaciones de titanio procesadas con STA, las modalidades no limitantes de enderezamiento por estiramiento en caliente descritas en la presente pueden usarse con éxito en prácticamente cualquier forma producto metálico endurecido por envejecimiento, es decir, un producto metálico que comprende cualquier metal o aleación metálica.

Con referencia a la Fig. 3, en una modalidad no limitante de acuerdo con la presente descripción, un método 30 para enderezar una forma metálica tratada con solución y endurecida por envejecimiento que incluye uno de un metal y una aleación metálica comprende calentar 32 una forma metálica tratada con solución y endurecida por envejecimiento hasta una temperatura de enderezamiento en un intervalo de temperatura de enderezamiento de 0.3 de la temperatura de fusión en kelvin (0.3T m) de la forma metálica endurecida por envejecimiento a una temperatura de al menos 25°F (13.9°C) por debajo de la temperatura de envejecimiento usada para endurecer la forma metálica endurecida por envejecimiento.

Una modalidad no limitante de acuerdo con la presente descripción comprende aplicar 34 un esfuerzo de tracción de alargamiento a una forma metálica tratada con solución y endurecida por envejecimiento durante un tiempo suficiente para alargar y enderezar la forma metálica endurecida por envejecimiento para proporcionar una forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento. En una modalidad no limitante, el esfuerzo de tracción de alargamiento es al menos aproximadamente el 20% del límite de fluencia de la forma metálica endurecida por envejecimiento a la temperatura de enderezamiento y no es equivalente o mayor que el límite de fluencia de la forma de una aleación de titanio procesada con STA a la temperatura de enderezamiento. En una modalidad no limitante, el esfuerzo de tracción de alargamiento aplicado puede aumentarse durante la etapa de enderezamiento con el objetivo de mantener el alargamiento. En una modalidad no limitante, el esfuerzo de tracción de alargamiento se aumenta en un factor de 2 durante el alargamiento. En una modalidad no limitante, la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento se desvía de una recta no más de 0.125 pulgadas (3.175 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta. En una modalidad no limitante, la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento se desvía de una recta no más de 0.094 pulgadas (2.388 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies ( 52.4 cm) o una longitud más corta de la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento. En otra modalidad no limitante, la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento se desvía de una recta no más de 0.25 pulgadas (6.35 mm) sobre cualquier longitud de 10 pies (304.8 cm) de la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento.

Una modalidad no limitante de acuerdo con la presente descripción comprende enfriar 36 la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento mientras simultáneamente se aplica 38 un esfuerzo de tracción de enfriamiento a la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento. En otra modalidad no limitante, el esfuerzo de tracción de enfriamiento es suficiente para equilibrar un esfuerzo de enfriamiento térmico en la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento de manera que la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento no se pandee, se curve, o se distorsione de cualquier otra forma durante el enfriamiento. En una modalidad no limitante, el esfuerzo de enfriamiento es equivalente al esfuerzo de alargamiento. Se reconoce que debido a que la temperatura de la forma producto disminuye durante el enfriamiento, aplicar un esfuerzo de tracción de enfriamiento que es equivalente al esfuerzo de tracción de alargamiento no provocará un alargamiento adicional de la forma producto, sino que sirve para evitar que los esfuerzos de enfriamiento en la forma producto pandeen la forma producto y mantengan la desviación a partir de una recta que se estableció en la etapa de alargamiento. En otra modalidad no limitante, el esfuerzo de tracción de enfriamiento es suficiente para equilibrar un esfuerzo de enfriamiento térmico en la aleación de manera que la forma metálica endurecida por envejecimiento no se pandee, se curve, o se distorsione de cualquier otra forma durante el enfriamiento. En aún otra modalidad no limitante, el esfuerzo de tracción de enfriamiento es suficiente para equilibrar un esfuerzo de enfriamiento térmico en la aleación de manera que la forma metálica endurecida por envejecimiento mantiene una desviación a partir de una recta de no más de 0.125 pulgadas (3.175 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta de la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento. En aún otra modalidad no limitante, el esfuerzo de enfriamiento es suficiente para equilibrar un esfuerzo de enfriamiento térmico en la aleación de manera que la forma metálica endurecida por envejecimiento mantenga una desviación de una recta de no más de 0.094 pulgadas (2.388 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta. En aún otra modalidad no limitante, el esfuerzo de enfriamiento es suficiente para equilibrar un estrés de enfriamiento térmico en la aleación de manera que la forma metálica endurecida por envejecimiento mantenga una desviación a partir de una recta de no más de 0.25 pulgadas (6.35 mm) sobre cualquier longitud de 10 pies (304.8 cm) de la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento.

En varias modalidades no limitantes de acuerdo con la presente descripción, la forma metálica tratada con solución y endurecida por envejecimiento comprende una de una aleación de titanio, una aleación de níquel, una aleación de aluminio, y una aleación ferrosa. Además, en ciertas modalidades no limitantes de acuerdo con la presente descripción, la forma metálica tratada con solución y endurecida por envejecimiento se selecciona de un lingote, un tocho, una barra redonda, una barra cuadrada, una extrusión, un tubo, una tubería, un bloque, una hoja, y una placa.

En una modalidad no limitante de acuerdo con la presente descripción, la temperatura de enderezamiento está en un intervalo de 200°F (111.1°C) por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento usada para endurecer la forma metálica endurecida por envejecimiento hasta 25°F (13.9°C) por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento usada para endurecer la forma metálica endurecida por envejecimiento.

Los ejemplos que siguen pretenden describir adicionalmente ciertas modalidades no limitantes sin restringir el alcance de la presente invención. Los expertos en la materia apreciarán que son posibles variaciones de los siguientes ejemplos dentro del alcance de la invención, el cual se define únicamente por las reivindicaciones.

EJEMPLO 1 En este ejemplo comparativo, varias barras de 10 pies de largo de una aleación Ti-10V-2Fe-3AI se fabricaron y procesaron usando varias permutaciones del tratamiento con solución, envejecimiento, y enderezamiento convencional en un intento para identificar un proceso robusto para enderezar las barras. Las barras variaron en diámetro de 0.5 pulgadas a 3 pulgadas (1.27 cm a 7.62 cm). Las barras se trataron con soluciones a temperaturas de 1375°F (746.1°) a 1475°F (801.7°C). Las barras se envejecieron después a una temperatura de envejecimiento en el intervalo de 900°F (482.2°C) a 1000°F (537.8°C). Los procesos evaluados para el enderezamiento incluyeron: (a) tratamiento con solución vertical y enderezamiento con 2 planos por debajo de la temperatura de envejecimiento; (b) tratamiento térmico con solución vertical seguido de enderezamiento con 2 planos a 1400°F (760°C), envejecimiento, y enderezamiento con 2 planos a 25°F (13.9°C) por debajo de la temperatura de envejecimiento; (c) enderezamiento a 1400°F (760°C) seguido de tratamiento con solución vertical y envejecimiento, y enderezamiento con 2 planos a 25°F (13.9°C) por debajo de la temperatura de envejecimiento; (d) tratamiento térmico con solución a alta temperatura seguido por enderezamiento con 2 planos a 1400°F (760°C), tratamiento con solución vertical y envejecimiento, y enderezamiento con 2 planos a 25°F (13.9°C) por debajo de la temperatura de envejecimiento; y (e) recocido de fábrica seguido por enderezamiento con 2 planos a 1100°F (593.3°C), tratamiento térmico con solución vertical, y enderezamiento con 2 planos a 25°F (13.9°C) por debajo de la temperatura de envejecimiento.

Las barras procesadas se inspeccionaron visualmente en cuanto a rectitud y se calificaron ya sea como aprobadas o defectuosas. Se observó que el proceso etiquetado con (e) fue el más exitoso. Todos los intentos de usar tratamientos térmicos con STA vertical, sin embargo, tuvieron una tasa de aprobación de no más de 50%.

EJEMPLO 2 Dos barras de 1.875 pulgadas (47.625 mm) de diámetro, 10 pies (3.048 m) de una aleación Ti-10V-2Fe-3AI se usaron en este ejemplo. Las barras se enrollaron a una temperatura en el campo de fase a+ß a partir de un rollo forjado por rotación que se produjo a partir de un lingote recristalizado desordenado y sencillo. Las pruebas de tracción a temperatura elevada a 900°F (482.2°C) se realizaron para determinar el diámetro máximo de la barra que pudiera enderezarse con el equipo disponible. Las pruebas de tracción a temperatura elevada indicaron que una barra de 1.0 pulgada (2.54 cm) de diámetro estaba dentro de las limitaciones del equipo. Las barras se pelaron hasta barras de 1.0 pulgada (2.54 cm) de diámetro. Las barras después se trataron con solución a 1460°F (793.3°C) durante 2 horas y se templaron en agua. Las barras se envejecieron durante 8 horas a 940°F (504.4°C). La rectitud de las barras se midió hasta desviarse aproximadamente 2 pulgadas (5.08 cm) de una recta con alguna torsión y onda. Las barras procesadas con STA exhibieron dos diferentes tipos de arco. La primera barra (serie #1 ) se observó que era relativamente recta en los extremos y tenía un arco suave en el medio de aproximadamente 2.1 pulgadas (5.334 cm) a partir de una recta. La segunda barra (serie #2) era casi recta cerca del medio, pero tenía deformaciones cerca de los extremos. La desviación máxima de una recta fue de alrededor de 2.1 pulgadas (5.334 cm). El acabado de superficie de las barras en la condición de templado exhibió una superficie oxidada bastante uniforme. La Fig. 4 es una fotografía representativa de las barras después del tratamiento con solución y el envejecimiento.

EJEMPLO 3 Las barras tratadas con solución y envejecidas del Ejemplo 2 se enderezaron por estiramiento en caliente de acuerdo con una modalidad no limitante de esta descripción. La realimentación de temperatura para el control de la temperatura de la barra fue mediante un termopar localizado en el medio de la pieza. Sin embargo, para abordar las dificultades inherentes con la fijación del termopar, dos termopares adicionales se soldaron a las piezas cerca de sus extremos.

La primera barra experimentó un fallo en el termopar de control principal, resultando en oscilaciones durante la rampa de calentamiento. Esto, junto con otra anomalía de control, condujo a que la pieza excediese la temperatura deseada de 900°F (482.2°C). La alta temperatura alcanzada fue de aproximadamente 1025°F (551.7°C) durante menos de 2 minutos. La primera barra se reinstrumentó con otro termopar, y ocurrió un sobreesfuerzo similar debido a un error en el programa de control del software a partir de la ejecución anterior. La primera barra se calentó con la máxima potencia permitida, la cual puede calentar una barra del tamaño usado en este ejemplo a partir de la temperatura ambiente hasta 1000°F (537.8°C) en aproximadamente 2 minutos.

El programa se reinicializó y se permitió proceder al programa de enderezamiento de la primera barra. La temperatura más alta registrada fue de 944°F (506.7°C) por el termopar número 2 (TC#2), el cual se posicionó cerca de un extremo de la barra. Se cree que el TC#2 experimentó un fallo leve en la unión caliente cuando estuvo bajo potencia. Durante este ciclo, el termopar número 0 (TC#0), posicionado en el centro de la barra, registró una temperatura máxima de 908°F (486.7°C). Durante el enderezamiento, el termopar número 1 (TC#1 ), colocado cerca del extremo opuesto de la barra a partir del TC#2, se cayó de la barra y se interrumpió su lectura de la temperatura de la barra. El gráfico de temperatura para este ciclo térmico final en la barra serie #1 se muestra en la Fig. 5. El tiempo de ciclo para la primera barra (serie #1) fue de 50 minutos. La barra se enfrió hasta 250°F (121.1°C) mientras se mantenía el tonelaje sobre la barra que se aplicó en el final de la etapa de alargamiento.

La primera barra se alargó 0.5 pulgadas (1.27 cm) durante el lapso de 3 minutos. El tonelaje durante esa fase se aumentó de 5 toneladas (44.5 kN) inicialmente a 10 toneladas (89.0 kN) después de la terminación. Debido a que la barra tenía 1 pulgada (2.54 cm) de diámetro, estos tonelajes se traducen en esfuerzos de tracción de 12.7 ksi (87.6 MPa) y 25.5 ksi (175.8 MPa). La pieza además experimentó un alargamiento en los ciclos térmicos anteriores que se interrumpieron debido al fallo del control de temperatura. El alargamiento total medido después del enderezamiento fue de 1.31 pulgadas (3.327 cm).

La segunda barra (serie #2) se limpió cuidadosamente cerca de los puntos de fijación del termopar y los termopares se fijaron y se inspeccionaron para detectar defectos obvios. La segunda barra se calentó hasta un punto de establecimiento objetivo de 900°F (482.2°C). El TC#1 registró una temperatura de 973°F (522.8°C), mientras que el TC#0 y el TC#2 registraron temperaturas de sólo 909°F (487.2°C) y 911°F (488.3°C), respectivamente. El TC#1 siguió bien con los otros dos termopares hasta alrededor de 700°F (371.1°C), en cuyo punto se observó cierta desviación, como se ve en la Fig. 6. Una vez más, se sospechó que la fijación del termopar fuese la fuente de la desviación. El tiempo de ciclo total para esta pieza fue de 45 minutos. La segunda barra (serie #2) se estiró en caliente como se describió para la primera barra (serie #1 ).

Las barras enderezadas por estiramiento en caliente (serie #1 y serie #2) se muestran en la fotografía de la Fig. 7. Las barras tenían una desviación máxima a partir de una recta de 0.094 pulgadas (2.387 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (1.524 m). La barra serie #1 se alargó en 1.313 pulgadas (3.335 cm), y la barra serie #2 se alargó en 2.063 pulgadas (5.240 cm) durante el enderezamiento por estiramiento en caliente.

EJEMPLO 4 Las químicas de las barras serie #1 y serie #2 después del enderezamiento por estiramiento en caliente de acuerdo con el Ejemplo 3 se compararon con la química de las barras de 1.875 pulgadas (47.625 mm) del Ejemplo 2. Las barras del Ejemplo 3 se produjeron a partir del mismo calor como las barras enderezadas serie #1 y serie #2. Los resultados del análisis químico se presentan en la Tabla 1.

Tabla 1 No se observó que ocurriesen cambios en la química a partir del enderezamiento por estiramiento en caliente de acuerdo con la modalidad no limitante del Ejemplo 3.

EJEMPLO 5 Las propiedades mecánicas de las barras enderezadas por estiramiento en caliente serie #1 y serie #2 se compararon con las barras de control que se trataron con solución y se envejecieron, se enderezaron con 2 planos a 1400°F, y se abollaron. Abollar es un proceso en el cual se ejerce una pequeña cantidad de fuerza con un troquel sobre una barra para elaborar pequeñas cantidades de curvaturas sobre longitudes largas de la barra. Las barras de control consistieron de aleaciones Ti-10V-2Fe-3AI y eran de 1.772 pulgadas (4.501 cm) de diámetro. Las barras de control se trataron con solución a+ß a 1460°F (793.3°C) durante 2 horas y se templaron en agua. Las barras de control se envejecieron a 950°F (510°C) durante 8 horas y se templaron en aire. Las propiedades de tracción y la resistencia a la fractura de las barras de control y de las barras enderezadas por estiramiento en caliente se midieron, y los resultados se presentan en la Tabla 2.

Tabla 2 Todas las propiedades de las barras enderezadas por estiramiento en caliente cumplen el objetivo y los requisitos mínimos. Las barras enderezadas por estiramiento en caliente, serie #1 y serie #2, tienen una ductilidad ligeramente inferior y una reducción en los valores de área (RA), la cual es más probable un resultado del alargamiento que ocurre durante el enderezamiento. Sin embargo, las resistencias a la tracción después del enderezamiento por estiramiento en caliente parecen ser comparables a las barras de control no enderezadas.

EJEMPLO 6 Las microestructuras longitudinales de las barras enderezadas por estiramiento en caliente, serie #1 y serie #2, se compararon con las microestructuras longitudinales de las barras de control no enderezadas del Ejemplo 5. Las micrografías de las microestructuras de las barras enderezadas por estiramiento en caliente del Ejemplo 3 se presentan en la Fig. 8. Las micrografías se tomaron a partir de dos lugares diferentes en la misma muestra. Las micrografías de las microestructuras de las barras de control no enderezadas del Ejemplo 5 se presentan en la Fig. 9. Se observa que las microestructuras son muy similares.

La presente descripción se ha escrito con referencia a varias modalidades ejemplares, ilustrativas, y no limitantes. Sin embargo, los expertos en la materia reconocerán que pueden realizarse varias sustituciones, modificaciones, o combinaciones de cualquiera de las modalidades descritas (o partes de ellas) sin apartarse del alcance de la invención como se define solamente por las reivindicaciones. Así, se contempla y entiende que la presente descripción abarca modalidades adicionales que no se exponen expresamente en la presente descripción. Tales modalidades pueden obtenerse, por ejemplo, mediante la combinación y/o la modificación de cualquiera de las etapas descritas, los ingredientes, los constituyentes, los componentes, los elementos, las características, los aspectos, y similares, de las modalidades descritas en la presente. Así, esta descripción no se limita por la descripción de varias modalidades ejemplares, ilustrativas, y no limitantes, sino más bien únicamente por las reivindicaciones. De esta manera, se entenderá que las reivindicaciones pueden modificarse durante la prosecución de la presente solicitud de patente para adicionar características a la invención reivindicada como diversamente se describe en la presente.

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1. Un método para enderezar una forma metálica endurecida por envejecimiento seleccionada de uno de un metal y una aleación metálica, que comprende: calentar una forma metálica endurecida por envejecimiento hasta una temperatura de enderezamiento, en donde la temperatura de enderezamiento está en un intervalo de temperatura de enderezamiento de 0.3 de la temperatura de fusión en kelvin (0.3Tm) de la forma metálica endurecida por envejecimiento a 25°F (13.9°C) por debajo de una temperatura de envejecimiento usada para endurecer la forma metálica endurecida por envejecimiento; aplicar un esfuerzo de tracción de alargamiento a la forma metálica endurecida por envejecimiento durante un tiempo suficiente para alargar y enderezar la forma metálica endurecida por envejecimiento para proporcionar una forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento, en donde la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento se desvía de una recta no más de 0.125 pulgadas (3.175 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta; y enfriar la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento mientras se aplica simultáneamente un esfuerzo de tracción de enfriamiento a la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento, en donde el esfuerzo de tracción de enfriamiento es suficiente para equilibrar un esfuerzo de enfriamiento térmico en la aleación y mantener una desviación de una recta de no más de 0.125 pulgadas (3.175 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta de la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento.

2. El método de la reivindicación 1 , en donde él esfuerzo de alargamiento es al menos 20% de un límite de fluencia y no es igual a o mayor que el límite de fluencia de la forma metálica endurecida por envejecimiento a la temperatura de enderezamiento.

3. El método de la reivindicación 1 , en donde la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento se desvía de una recta no más de 0.094 pulgadas (2.388 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta de la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento.

4. El método de la reivindicación 1 , en donde la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento se desvía de una recta en no más de 0.25 pulgadas (6.35 mm) sobre cualquier longitud de 10 pies (304.8 cm) de la forma metálica enderezada endurecida por envejecimiento.

5. El método de la reivindicación 1 , en donde la forma metálica endurecida por envejecimiento comprende un material seleccionado del grupo que consiste de una aleación de titanio, una aleación de níquel, una aleación de aluminio, y una aleación ferrosa.

6. El método de la reivindicación 1 , en donde la forma metálica endurecida por envejecimiento es una forma seleccionada del grupo que consiste de un lingote, un tocho, una barra redonda, una barra cuadrada, una extrusión, un tubo, una tubería, un bloque, una hoja, y una placa.

7. El método de la reivindicación 1 , en donde la temperatura de enderezamiento está en un intervalo de 200°F (111.1°C) por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento usada para endurecer la forma metálica endurecida por envejecimiento a 25°F (13.9°C) por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento usada para endurecer la forma metálica endurecida por envejecimiento.

8. Un método para enderezar una forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida, que comprende: calentar una forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida hasta una temperatura de enderezamiento, en donde la temperatura de enderezamiento comprende una temperatura de enderezamiento en el campo de fase a+ß en un intervalo de temperatura de enderezamiento de 1 100°F (611.1°G) por debajo de una temperatura beta-transus de la forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida a 25°F (13.9°C) por debajo de una temperatura de endurecimiento por envejecimiento de la forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida; aplicar un esfuerzo de tracción de alargamiento a la forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida durante un tiempo suficiente para alargar y enderezar la forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida para proporcionar una forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida, en donde la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida se desvía de una recta no más de 0.125 pulgadas (3.175 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta; y enfriar la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida mientras se aplica simultáneamente un esfuerzo de tracción de enfriamiento a la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida; en donde el esfuerzo de tracción de enfriamiento es suficiente para equilibrar un esfuerzo de enfriamiento térmico en la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida y mantener una desviación de una recta de no más de 0.125 pulgadas (3.175 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cm) o una longitud más corta de la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida.

9. El método de la reivindicación 8, en donde después de aplicar un esfuerzo de tracción de alargamiento y enfriar, la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida se desvía de una recta no más de 0.094 pulgadas (2.388 mm) sobre cualquier longitud de 5 pies (152.4 cmj o una longitud más corta de la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida.

10. El método de la reivindicación 8, en donde la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida se desvía de una recta no más de 0.25 pulgadas (6.35 mm) sobre cualquier longitud de 10 pies (304.8 cm) de la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida.

1 1 . El método de la reivindicación 8, en donde la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida es una forma seleccionada del grupo que consiste de un lingote, un tocho, una barra redonda, una barra cuadrada, una extrusión, un tubo, una tubería, un bloque, una hoja, y una placa.

12. El método de la reivindicación 8, en donde el calentamiento comprende calentar a una velocidad de calentamiento de 500°F/min (277.8°C/min) a 1000°F/min (555.6°C/min).

13. El método de la reivindicación 8, en donde la temperatura de endurecimiento por envejecimiento usada para endurecer la forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida está en un intervalo de 500°F (277.8°C) por debajo de una temperatura ?-transus de la aleación de titanio a 900°F (500°C) por debajo de la temperatura ?-transus de la aleación de titanio.

14. El método de la reivindicación 8, en donde la temperatura de enderezamiento está en un intervalo de temperatura de enderezamiento de 200°F (1 1 1.1°C) por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento de la forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida a 25°F (13.9°C) por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento de la forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida.

15. El método de la reivindicación 8, en donde el enfriamiento comprende enfriar hasta una temperatura final en la cual el esfuerzo de tracción de enfriamiento puede retirarse sin cambiar la desviación de una recta de la forma enderezada de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida.

16. El método de la reivindicación 8, en donde el enfriamiento comprende enfriar hasta una temperatura final no mayor que 250°F (121 .1°C).

17. El método de la reivindicación 8, en donde la forma de una aleación de titanio comprende una aleación cercana a titanio a.

18. El método de la reivindicación 8, donde la forma de una aleación de titanio comprende una aleación seleccionada del grupo que consiste, de una aleación Ti-8AL-1 MO-1V (UNS R54810) y una aleación Ti-6AI-2Sn-4zr-2Mo (UNS R54620).

19. El método de la reivindicación 8, en donde la forma de una aleación de titanio comprende una aleación de titanio a+ß.

20. El método de la reivindicación 8, en donde la forma de una aleación de titanio comprende una aleación seleccionada del grupo que consiste de una aleación TÍ-6AI-4V (UNS R56400), una aleación TÍ-6AI-4V ELI (UNS R56401 ), una aleación Ti-6AI-2Sn-4zr -6Mo (UNS R56260), una aleación Ti-5AI-2Sn-2ZR-4Mo-4Cr (UNS R58650), y una aleación Ti-6AI-6V-2Sn (UNS R56620).

21 . El método de la reivindicación 8, en donde la forma de una aleación de titanio comprende una aleación de titanio ß.

22. El método de la reivindicación 8, en donde la forma de una aleación de titanio comprende una aleación seleccionada del grupo que consiste de una aleación Ti-10V-2Fe-3AI (UNS 56410), una aleación Ti-5AI-5V-5Mo-3Cr (UNS no asignado), una aleación Ti- 5AI-2Sn-4Mo-2Zr-4Cr (UNS R58650) y una aleación Ti-15Mo (UNS R58150).

23. El método de la reivindicación 8, en donde el límite de elasticidad y la resistencia a la tracción última de una forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida después del enderezamiento está dentro del 5 por ciento de las formas de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida antes del enderezamiento. RESUMEN Un método para enderezar una forma de una aleación de titanio tratada con solución y envejecida (STA) incluye calentar una forma de una aleación de titanio procesada con STA a una temperatura de enderezamiento de al menos 25°F por debajo de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento, y aplicar un esfuerzo de tracción de alargamiento durante un tiempo suficiente para alargar y enderezar la forma. El esfuerzo de tracción de alargamiento es al menos 20% del límite de fluencia y no es igual a o mayor que el esfuerzo de fluencia a la temperatura de enderezamiento. La forma enderezada se desvía de una recta no más de 0.125 pulgadas sobre cualquier longitud de 5 pies o una longitud más corta. La forma enderezada se enfría mientras se aplica simultáneamente un esfuerzo de tracción de enfriamiento que equilibra el esfuerzo de enfriamiento térmico en la forma de una aleación de titanio para mantener de ese modo una desviación a partir de una recta de no más de 0.125 pulgadas sobre cualquier longitud de 5 pies o una longitud más corta.