RU2134308C1 - Method of treatment of titanium alloys - Google Patents

Method of treatment of titanium alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2134308C1
RU2134308C1 RU96120958A RU96120958A RU2134308C1 RU 2134308 C1 RU2134308 C1 RU 2134308C1 RU 96120958 A RU96120958 A RU 96120958A RU 96120958 A RU96120958 A RU 96120958A RU 2134308 C1 RU2134308 C1 RU 2134308C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
deformation
stage
grain size
carried out
Prior art date
Application number
RU96120958A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96120958A (en
Inventor
О.А. Кайбышев
Г.А. Салищев
Р.М. Галеев
Р.Я. Лутфуллин
О.Р. Валиахметов
Original Assignee
Институт проблем сверхпластичности металлов РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт проблем сверхпластичности металлов РАН filed Critical Институт проблем сверхпластичности металлов РАН
Priority to RU96120958A priority Critical patent/RU2134308C1/en
Priority to PCT/US1997/018642 priority patent/WO1998017836A1/en
Publication of RU96120958A publication Critical patent/RU96120958A/en
Priority to US09/297,111 priority patent/US6589371B1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2134308C1 publication Critical patent/RU2134308C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: treatment of titanium alloys. SUBSTANCE: method includes heating of billet and its deformation in heated tools at 400 C - Tpt, where Tpt is temperature of full polymorphic transformation. In so doing, quantity of stages and their temperatures are set proceeding from grain sizes do of initial billet and required grain final size df and temperature Tf corresponding to required grain final size. The process is carried out as follows. Determined experimentally is dependence of size of recrystallized grains on temperature d = f(T) in the entire indicated temperature range. The latter is divided into two sections and boundary between them is determined by temperature T* corresponding to grain size
Figure 00000002
and the latter is determined from relation lg do/d*=2.4-2.6 for alloys with stabilization factor Kβ < 1.4, and lg do/d*=1.8-2 for alloys with stabilization factor Kβ ≥ 1.4. If deformation temperature Tf is within range of ( T* - Tpt), deformation is effected for one stage, and if deformation temperature is within (400 C - T*), deformation is effected for several stages. In the latter case, quantity and temperature of stages are determined by successive adding to temperature Tf of temperature difference between stages determined by curve d = f(T) as value ensuring reduction of grain sizes at stages by 2-10 times until deformation temperature exceeds or becomes equal to T*. In this case deformation at stage is effected with reduction ratio e amounting to not less than 0.6, and heating at the next stage is carried out to temperature not exceeding deformation temperature of the preceding stage. EFFECT: higher efficiency. 42 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии, более конкретно к способам обработки титановых сплавов преимущественно с пластинчатой структурой, и может быть использовано при изготовлении объемных полуфабрикатов обработкой давлением для последующего получения ответственных изделий различной конфигурации, в том числе крупногабаритных, например, для авиакосмической промышленности, таких как диски, лопатки, корпусные детали, которые в основном изготавливаются из титановых сплавов. The invention relates to the field of metallurgy, and more particularly to methods for processing titanium alloys mainly with a lamellar structure, and can be used in the manufacture of bulk semi-finished products by pressure treatment for the subsequent production of critical products of various configurations, including large ones, for example, for the aerospace industry, such as disks , blades, body parts, which are mainly made of titanium alloys.

Титановые сплавы относят к труднодеформируемым материалам. Повышение технологической пластичности титановых сплавов во многом сводится к изысканию методов получения в сплавах микрокристаллической структуры с размером зерна менее 10 мкм. При этом микрокристаллическая структура была получена на полуфабрикатах небольшого размера, например, на горячекатаных прутках диаметром до 60 мм. Между тем большинство полуфабрикатов имеют крупнозернистую пластинчатую микроструктуру с размером зерен более 100 мкм в сочетании с ярко выраженной кристаллографической и металлографической текстурой. Причем с увеличением диаметра полуфабриката микроструктура становится более грубой. Это обусловливает невысокий комплекс механических и эксплуатационных свойств. Крупнозернистая пластинчатая структура в полуфабрикатах отличается высокой степенью структурной неоднородности, для нее характерно сочетание невысокой прочности с пониженной пластичностью, низкие усталостные свойства, существенный разброс значений механических свойств. Термической обработкой измельчить крупнозернистую пластинчатую структуру невозможно. Тогда как микрокристаллическую структуру в титановых сплавах при необходимости достаточно легко можно огрубить простым отжигом не только при температурах, соответствующих однофазной β- области, но и при температурах, соответствующих двухфазной (α+β)- области. Таким образом, получение в титановых сплавах однородной микрокристаллической структуры позволяет резко повысить их технологические свойства при обработке давлением и существенно снизить мощность потребного оборудования за счет снижения напряжений пластического течения. При этом обеспечиваются высокие механические свойства полуфабрикатов, а также появляется возможность улучшения механических свойств при последующей термообработке. Titanium alloys are classified as difficult to deform. The increase in the technological plasticity of titanium alloys is largely reduced to the search for methods for producing microcrystalline structures in alloys with a grain size of less than 10 microns. In this case, the microcrystalline structure was obtained on small semi-finished products, for example, on hot-rolled bars with a diameter of up to 60 mm. Meanwhile, most semi-finished products have a coarse-grained lamellar microstructure with a grain size of more than 100 microns in combination with a pronounced crystallographic and metallographic texture. Moreover, with an increase in the diameter of the semi-finished product, the microstructure becomes coarser. This leads to a low complex of mechanical and operational properties. The coarse-grained lamellar structure in semi-finished products is characterized by a high degree of structural heterogeneity, it is characterized by a combination of low strength with low ductility, low fatigue properties, and a significant variation in the values of mechanical properties. It is impossible to grind a coarse-grained lamellar structure by heat treatment. Whereas the microcrystalline structure in titanium alloys, if necessary, can be easily coarsened by simple annealing not only at temperatures corresponding to the single-phase β region, but also at temperatures corresponding to the two-phase (α + β) region. Thus, obtaining a homogeneous microcrystalline structure in titanium alloys makes it possible to sharply increase their technological properties during pressure processing and significantly reduce the power of the required equipment by reducing the stresses of plastic flow. At the same time, the high mechanical properties of the semi-finished products are ensured, and it is also possible to improve the mechanical properties during subsequent heat treatment.

Известно, что резким переохлаждением из жидкого состояния возможно получение в титановом сплаве микрокристаллической структуры. Однако, принимая во внимание низкую тепло- и температуропроводность титановых сплавов, этот способ не применим для промышленных титановых слитков, получаемых по существующим современным технологиям. Этот метод в основном используется в порошковой металлургии. It is known that a sharp supercooling from a liquid state makes it possible to obtain a microcrystalline structure in a titanium alloy. However, taking into account the low heat and thermal diffusivity of titanium alloys, this method is not applicable for industrial titanium ingots obtained by existing modern technologies. This method is mainly used in powder metallurgy.

Известно, что при использовании порошковой металлургии возможно достижение мелкозернистости в сплаве за счет использования малых размеров гранул (50. ..100 мкм) и очень тонкой их структуры вследствие высокой скорости кристаллизации при газостатическом прессовании гранул (порошков). Существенными недостатками этого метода является необходимость вакуумирования и герметизации капсул с порошком, сильно лимитирующих размер и габариты получаемого изделия, высокая длительность и трудоемкость процесса, чрезвычайно высокая стоимость получаемого полуфабриката. Кроме того, заметный рост зерен вследствие длительности процесса газостатического прессования при высоких температурах в верхней части (α+β)- области и наследование в полученном полуфабрикате вредных примесей с поверхностей гранул (порошков) приводят к ухудшению свойств сплава в целом по сравнению со сплавами, полученными традиционными методами. It is known that when using powder metallurgy, it is possible to achieve fineness in the alloy due to the use of small granule sizes (50 ... 100 microns) and their very fine structure due to the high crystallization rate during gas-static pressing of granules (powders). Significant disadvantages of this method are the need for evacuation and sealing of capsules with powder, greatly limiting the size and dimensions of the resulting product, the high duration and complexity of the process, and the extremely high cost of the resulting semi-finished product. In addition, a noticeable grain growth due to the duration of the gas-static pressing process at high temperatures in the upper part of the (α + β) region and the inheritance of harmful impurities from the surfaces of granules (powders) in the resulting semi-finished product lead to a deterioration in the properties of the alloy as a whole compared to alloys obtained traditional methods.

Известен также способ обработки титановых сплавов, выбранный за прототип, включающий начальную деформацию сжатием при температурах на 56oC ниже температуры рекристаллизации с последующим нагревом и деформацией при температуре рекристаллизации обрабатываемого сплава. Формирование микрокристаллической структуры достигается за счет рекристаллизации после горячего наклепа при последующей обработке. Указанный способ подготовки микрокристаллической структуры, вследствие низкой технологической пластичности титановых сплавов, применим в основном к полуфабрикатам, прошедшим предварительную интенсивную горячую деформацию в (α+β)- области. В обрабатываемых титановых сплавах формируются острая кристаллографическая и ярко выраженная металлографическая текстуры, ведущие к существенной анизотропии механических свойств. Узкий температурный интервал обработки, составляющий не более 60oC, существенно уменьшает возможность регламентирования структуры в обрабатываемых сплавах и, следовательно, механических и эксплуатационных свойств последних.There is also known a method for processing titanium alloys, selected for the prototype, including the initial deformation by compression at temperatures 56 o C below the temperature of recrystallization, followed by heating and deformation at the temperature of recrystallization of the processed alloy. The formation of the microcrystalline structure is achieved by recrystallization after hot hardening during subsequent processing. The indicated method for preparing the microcrystalline structure, due to the low technological ductility of titanium alloys, is mainly applicable to semi-finished products that underwent preliminary intense hot deformation in the (α + β) region. In the processed titanium alloys, sharp crystallographic and pronounced metallographic textures are formed, leading to significant anisotropy of the mechanical properties. A narrow processing temperature range of not more than 60 o C significantly reduces the possibility of regulating the structure in the alloys being processed and, consequently, the mechanical and operational properties of the latter.

Таким образом, исходя из опубликованных в технической и патентной литературе данных, получение в крупногабаритных титановых полуфабрикатах однородной микрокристаллической структуры представляет реальную технологическую проблему. Thus, based on the data published in the technical and patent literature, obtaining a homogeneous microcrystalline structure in large titanium semi-finished products is a real technological problem.

Задачей изобретения является создания способа обработки титановых сплавов, позволяющего получить полуфабрикаты с регламентированной микроструктурой, в том числе в микро- и субмикрокристаллическом состояниях, без металлографической текстуры, и обеспечить им необходимый комплекс механических свойств. Также, задачей изобретения является обеспечение возможности изготовления крупногабаритных полуфабрикатов с практически не лимитированными размерами и формой. The objective of the invention is to provide a method for processing titanium alloys, which allows to obtain semi-finished products with a regulated microstructure, including in micro- and submicrocrystalline states, without a metallographic texture, and to provide them with the necessary set of mechanical properties. Also, the objective of the invention is the provision of the possibility of manufacturing large-sized semi-finished products with practically unlimited dimensions and shape.

Поставленная задача решается:
способом обработки титановых сплавов с коэффициентом β- стабилизации Kβ < 1,4, включающим нагрев исходной заготовки и ее деформацию в нагретом инструменте, отличающимся тем, что деформацию осуществляют при 400oC... Tпп, где Tпп - температура полного полиморфного превращения, при этом количество и температуру этапов деформирования задают, исходя из размеров зерен в исходной заготовке do, требуемого конечного размера зерен dк и соответствующей последнему температуры Tк, следующим образом: экспериментально определяют зависимость размера рекристаллизованных зерен от температуры деформации d= f(T) в указанном интервале температур, последний делят на два участка, границу между которыми устанавливают по температуре T*, соответствующей размеру зерен d*, определяемого из соотношения lg(do/d*)=2,4...2,6, и, если температура деформации Tк находится в интервале (T* ... Tпп), деформацию осуществляют за один этап, если в интервале (400oC...T*)- за несколько этапов;
способом обработки титановых сплавов с коэффициентом β- стабилизации Kβ < 1,4, включающим нагрев исходной заготовки и ее деформацию в нагретом инструменте, отличающимся тем, что деформацию осуществляют при 400oC...Tпп, где Tпп - температура полного полиморфного превращения, при этом количество и температуру этапов деформирования задают, исходя из размеров зерен в исходной заготовке dо, требуемого конечного размера зерен dк и соответствующей последнему температуры Tк, следующим образом: экспериментально определяют зависимость размера рекристаллизованных зерен от температуры деформации d= f(T) в указанном интервале температур, последний делят на два участка, границу между которыми устанавливают по температуре T*, соответствующей размеру зерен d*, определяемого из соотношения lg(do/d*) = 1,8...2, и, если температура деформации Tк находится в интервале (T* ...Tпп), деформацию осуществляют за один этап, если в интервале (400oC...T*)- за несколько этапов.
The problem is solved:
a method for processing titanium alloys with a β-stabilization coefficient K β <1.4, including heating the initial billet and its deformation in a heated tool, characterized in that the deformation is carried out at 400 o C ... T pp , where T pp is the temperature of the complete polymorphic conversion, the number of stages of deformation and the temperature is set, based on the grain size in the original preform d o, the desired final grain size d to the last and corresponding to the temperature T, as follows: the experimentally determined dependence of the size of rivers istallizovannyh grains temperature deformation d = f (T) in the specified temperature range, the latter is divided into two portions, the boundary between which is set at a temperature T *, appropriate grain size d *, determined from the ratio of lg (d o / d *) = 2 , 4 ... 2.6, and if the deformation temperature T k is in the range (T * ... T pp ), the deformation is carried out in one step, if in the range (400 o C ... T * ) - several stages;
a method for processing titanium alloys with a β-stabilization coefficient K β <1.4, including heating the initial billet and its deformation in a heated tool, characterized in that the deformation is carried out at 400 o C ... T pp , where T pp is the temperature of the complete polymorphic conversion, the number of stages of deformation and the temperature is set, based on the grain size in the original preform of d, the required final grain size d to the last and corresponding to the temperature T, as follows: the experimentally determined dependence of the size of rivers istallizovannyh grains from deformation temperature d = f (T) in the specified temperature range, the latter is divided into two portions, the boundary between which is set at a temperature T *, appropriate grain size d *, determined from the ratio of lg (d o / d *) = 1 , 8 ... 2, and if the deformation temperature T k is in the range (T * ... T pp ), the deformation is carried out in one step, if in the interval (400 o C ... T * ) - in several steps .

Поставленная задача для сплавов обоих типов решается также, если:
- при проведении деформации в несколько этапов количество и температуру этапов определяют путем последовательного прибавления к температуре Tк разности температур между этапами, определяемой по кривой d=f(T) как величину, обеспечивающую уменьшение в размерах зерен на этапах в 2 ...10 раз, пока температура деформации не превысит или не станет равной T*, причем деформацию на этапе осуществляют со степенью e не менее 0,6, а нагрев на последующем этапе проводят до температуры, не превышающей температуру деформации предыдущего этапа;
- по крайней мере, после первого этапа деформации заготовку охлаждают до комнатной температуры со скоростью 5...100oC/с;
- деформацию внутри этапа проводят с суммарной степенью деформации

Figure 00000003
где dn - размер зерен перед началом n-го этапа, Tn - температура деформации n-го этапа в градусах Кельвина, Tпл - температура плавления материала заготовки в градусах Кельвина, а - коэффициент, принимающий значение а=1 при dт≥ 10 мкм; а=1,5 при 1 мкм dт≤10 мкм; а=2 при 0,5 мкм ≤ dn < 1 мкм, а=3 при dn < 0,5 мкм;
- деформацию на этапе осуществляют за несколько переходов при температуре этапа;
- по крайней мере, между первым и вторым переходами заготовку охлаждают до комнатной температуры со скоростью 5...100oC/с;
- после каждого перехода осуществляют поворот осей деформирования на 45. ..90o;
- количество переходов на заключительном этапе выбирают не менее четырех, при этом поворот оси деформирования осуществляют в одной плоскости;
- деформацию осуществляют в интервале скоростей 10-4 ...10-2 с-1;
- температуру деформации корректируют с учетом объема полуфабриката умножением на коэффициент, принимающим значение 0,98 для объема до 1 дм3, 0,97 для объема от 1 до 10 дм3 и 0,95 для объема более 10 дм3
- заготовку с размером β- превращенного зерна более 2000 мкм подвергают предварительной деформации при температуре выше Tпп+(10...50oC) и при выборе режима основной обработки за исходный считают полученный размер зерен;
- заготовку с размером β- превращенного зерна более 2000 мкм подвергают предварительной деформации со степенью не менее 0,3 и скоростью в интервале 10-2. ..103 с-1 при температуре деформации Tпп-(30...50oC) и последующем нагреве до температуры Tпп+(20...70oC) и при выборе режима основной обработки за исходный считают полученный размер зерен;
- заготовку, нагретую до температуры Tпп+(20...70oC), охлаждают до комнатной температуры со скоростью 5...100oC/с;
- заготовку непосредственно перед деформацией нагревают до температуры Tпп+(20. . . 70oC) и охлаждают до комнатной температуры со скоростью 5... 100oC/с;
- перед деформацией осуществляют проведение термоциклической обработки в температурном интервале 500oC...Tпп с числом циклов 1...5;
- деформацию заготовки осуществляют в штамповом инструменте, нагретом на 10...50oC выше температуры нагрева деформируемого сплава;
- осуществляют формообразование заготовки при температуре не ниже температуры заключительного этапа деформации заготовки;
- формообразование осуществляют в состоянии сверхпластичности;
- используют схему локального деформирования;
Задача, заключающаяся в получении не лимитируемых по габаритам заготовок с микро- и субмикрокристаллической структурой решается, если:
- собирают блок из заготовок, при сборке блока обеспечивают их прилегание без зазоров и осуществляют осадку блока при скорости 10-5 ...10-2 с-1 со степенью деформации не менее 0,2 в температурном интервале 400oC...Tпп, при этом температуру осадки выбирают не ниже температуры формообразования заготовок с максимальным размером зерен;
- собирают блок заготовок из сплавов с разным химическим составом и, соответственно, с различными температурами формообразования, при этом температуру осадки блока выбирают не ниже наибольшей из указанных температур;
- собирают блок по крайней мере из двух заготовок, между ними устанавливают заготовку в виде прокладки из того же материала с размером зерен (d) на порядок меньше, чем в заготовках, а толщину прокладки выбирают не менее 10 d и осуществляют осадку блока при скорости 10-5 ...10-2 с-1 со степенью деформации не менее 0,2 в температурном интервале 400oC...Tпп, при этом температуру осадки выбирают не ниже температуры заключительного этапа деформации, при которой получен размер зерен прокладки;
Сущность изобретения основана на том, что однородная мелкозернистая структура с требуемым размером зерен, вплоть до субмикрокристаллических, формируется в результате развития динамической рекристаллизации в широком температурном интервале 400oC...Tпп. При температурах ниже 400oC динамическая рекристаллизация в титане и его сплавах затруднена из-за значительного снижения диффузионной подвижности атомов и при использовании традиционного оборудования практически не обеспечивается. При температурах выше Tпп отмечается интенсивный рост зерен как при деформации, так и по ее окончании.The task for alloys of both types is also solved if:
- when carrying out the deformation in several stages, the number and temperature of the stages is determined by successively adding to the temperature T to the temperature difference between the stages, determined by the curve d = f (T) as a value that provides a decrease in grain size at the stages by 2 ... 10 times until the deformation temperature exceeds or becomes equal to T * , moreover, the deformation at the stage is carried out with a degree of e not less than 0.6, and the heating at the next stage is carried out to a temperature not exceeding the deformation temperature of the previous stage;
- at least after the first stage of deformation, the workpiece is cooled to room temperature at a rate of 5 ... 100 o C / s;
- deformation inside the stage is carried out with a total degree of deformation
Figure 00000003
where d n is the grain size before the beginning of the n-th stage, T n is the deformation temperature of the n-th stage in degrees Kelvin, T PL is the melting temperature of the workpiece material in degrees Kelvin, and is the coefficient taking the value a = 1 for d t ≥ 10 microns; a = 1.5 at 1 μm d t ≤10 μm; а = 2 at 0.5 μm ≤ d n <1 μm, а = 3 at d n <0.5 μm;
- deformation at the stage is carried out in several transitions at the temperature of the stage;
- at least between the first and second transitions, the workpiece is cooled to room temperature at a rate of 5 ... 100 o C / s;
- after each transition, the axis of deformation is rotated by 45. ..90 o ;
- the number of transitions at the final stage is chosen at least four, while the rotation of the axis of deformation is carried out in one plane;
- the deformation is carried out in the speed range 10 -4 ... 10 -2 s -1 ;
- the deformation temperature is adjusted taking into account the volume of the semi-finished product by multiplying by a coefficient assuming a value of 0.98 for a volume of up to 1 dm 3 , 0.97 for a volume of 1 to 10 dm 3 and 0.95 for a volume of more than 10 dm 3
- a preform with a β-transformed grain size of more than 2000 μm is subjected to preliminary deformation at a temperature above T pp + (10 ... 50 o C) and when choosing the main processing mode, the obtained grain size is considered as the initial one;
- a preform with a β-transformed grain size of more than 2000 μm is subjected to preliminary deformation with a degree of at least 0.3 and a speed in the range of 10 -2 . ..10 3 s -1 at a deformation temperature T pp - (30 ... 50 o C) and subsequent heating to a temperature T pp + (20 ... 70 o C) and when choosing the main processing mode, the resulting size is considered as the initial grains;
- the workpiece heated to a temperature of T PP + (20 ... 70 o C), cooled to room temperature at a speed of 5 ... 100 o C / s;
- the workpiece immediately before deformation is heated to a temperature of T PP + (20... 70 o C) and cooled to room temperature at a speed of 5 ... 100 o C / s;
- before deformation, thermocyclic processing is carried out in the temperature range of 500 o C ... T pp with the number of cycles 1 ... 5;
- deformation of the workpiece is carried out in a stamping tool, heated to 10 ... 50 o C above the heating temperature of the wrought alloy;
- carry out the shaping of the workpiece at a temperature not lower than the temperature of the final stage of deformation of the workpiece;
- shaping is carried out in a state of superplasticity;
- use a local deformation scheme;
The task of obtaining blanks that are not limited in size with a micro- and submicrocrystalline structure is solved if:
- assemble the block from the workpieces, during assembly of the block ensure their fit without gaps and carry out the draft of the block at a speed of 10 -5 ... 10 -2 s -1 with a degree of deformation of at least 0.2 in the temperature range 400 o C ... T pp , while the temperature of the precipitate is chosen not lower than the temperature of the forming blanks with a maximum grain size;
- collect the block of billets from alloys with different chemical composition and, accordingly, with different temperatures of forming, while the temperature of the precipitation of the block is chosen not lower than the highest of these temperatures;
- a block is assembled from at least two blanks, a blank is installed between them in the form of a gasket of the same material with a grain size (d) of an order of magnitude smaller than in the blanks, and the thickness of the gasket is selected at least 10 d and the block is sedimented at a speed of 10 -5 ... 10 -2 s -1 with a degree of deformation of at least 0.2 in the temperature range of 400 o C ... T pp , while the temperature of the precipitation is chosen not lower than the temperature of the final stage of deformation, at which the grain size of the gasket is obtained;
The invention is based on the fact that a homogeneous fine-grained structure with the required grain size, up to submicrocrystalline, is formed as a result of the development of dynamic recrystallization in a wide temperature range of 400 o C ... T pp . At temperatures below 400 o C dynamic recrystallization in titanium and its alloys is difficult due to a significant decrease in the diffusion mobility of atoms and when using traditional equipment is practically not provided. At temperatures above T pp , intense grain growth is observed both during deformation and at its end.

Реальную обработку сплава в указанном интервале температур возможно осуществить при соблюдении определенного температурного режима обработки и обязательного учета исходного состояния материала. Для этого необходимо построение зависимости размера рекристаллизованных зерен от температуры деформации сплава d=f(T). Полученная зависимость справедлива для сплава определенного химического состава и не зависит от исходной микроструктуры заготовки. Влияние исходной микроструктуры учитывается введением расчетной величины рекристаллизованных зерен d* и соответствующей ей по кривой d=f(T) температуры деформации Т*. Значение d* определяется из экспериментально установленного соотношения lg(dо/d*)= 2,4. . .2,6 для титановых сплавов с коэффициентом β- стабилизации Kβ < 1,4 или lg(dо/d*)=1,8...2 для сплавов Kβ ≥ 1,4, где dо - размер зерен в исходной заготовке. В соответствии с вышеприведенной экспериментальной зависимостью температура T* представляет собой некоторый интервал температур, зависит от размера исходных зерен (dо) и повышается с их увеличением, приближаясь к температуре полного полиморфного превращения.The actual processing of the alloy in the indicated temperature range can be carried out subject to a certain temperature treatment and mandatory consideration of the initial state of the material. For this, it is necessary to construct a dependence of the size of recrystallized grains on the deformation temperature of the alloy d = f (T). The obtained dependence is valid for an alloy of a certain chemical composition and does not depend on the initial microstructure of the workpiece. The influence of the initial microstructure is taken into account by introducing the calculated value of recrystallized grains d * and the strain temperature T * corresponding to it along the curve d = f (T). The value of d * is determined from the experimentally established ratio lg (d о / d * ) = 2.4. . .2.6 for titanium alloys with β-stabilization coefficient K β <1.4 or log (d о / d * ) = 1.8 ... 2 for Kβ alloys ≥ 1.4, where d о is the grain size in source blank. In accordance with the above experimental dependence, the temperature T * represents a certain temperature range, depends on the size of the initial grains (d о ) and increases with their increase, approaching the temperature of the complete polymorphic transformation.

Температура T* является границей, которая делит заявляемый температурный интервал на два участка: Tпп...T* и T ...400oC. На первом участке, включающем значения T*, обработка осуществляется за один этап, а на втором - поэтапно со снижением температуры. Последнее связано с тем, что технологическая пластичность титановых сплавов существенно зависит от их микроструктуры, поэтому на предыдущем этапе деформации необходимо получить микроструктуру с размером зерен, позволяющую достичь необходимого уровня технологической пластичности на последующем этапе.The temperature T * is the boundary that divides the claimed temperature range into two sections: T pp ... T * and T ... 400 o C. In the first section, including the values of T * , the processing is carried out in one step, and in the second - in stages with a decrease in temperature. The latter is due to the fact that the technological plasticity of titanium alloys substantially depends on their microstructure, therefore, at the previous stage of deformation, it is necessary to obtain a microstructure with a grain size that makes it possible to achieve the required level of technological plasticity at a subsequent stage.

При обработке заготовок конкретного сплава с известным исходным размером зерен (dо) для получения микроструктуры с требуемым размером зерен (dк) по кривой d=f(T) определяют температуру деформации (Tк), обеспечивающую формирование этого размера зерен, а также температуру T*. В зависимости от того, на каком температурном участке кривой находится температура Tк, выбирают технологическую схему обработки, а именно, в один или несколько этапов. В последнем случае количество и температуры этапов определяют следующим образом: к температуре Tк последовательно прибавляют регламентированную разницу температур до тех пор, пока температура деформации не превысит или станет равной температуре T*.When processing workpieces of a particular alloy with a known initial grain size (d о ) to obtain a microstructure with the required grain size (d k ), the deformation temperature (T k ) is determined from the curve d = f (T), which ensures the formation of this grain size, as well as the temperature T * . Depending on which temperature section of the curve the temperature T k is located, a technological processing scheme is selected, namely, in one or several stages. In the latter case, the number and temperature of the steps is determined as follows: the regulated temperature difference is successively added to the temperature T to until the deformation temperature exceeds or becomes equal to the temperature T * .

В заявляемом решении используется величина истинной степени деформации (е), поскольку она является эквивалентом для различных схем нагружения и позволяет рассчитать необходимую степень деформации для таких процессов, как осадка, протяжка, экструзия, прокатка, кручение. Степень деформации не менее 0,6 на каждом этапе обеспечивает динамическую рекристаллизацию во всем объеме заготовки и, следовательно, получение однородной мелкозернистой микроструктуры. В случае многоэтапной деформации нагрев на каждом этапе осуществляют до температуры, не превышающей температуру деформации предыдущего этапа. В противном случае произойдет рост зерен при нагреве. The claimed solution uses the value of the true degree of deformation (e), since it is equivalent for various loading schemes and allows you to calculate the required degree of deformation for processes such as upsetting, broaching, extrusion, rolling, torsion. The degree of deformation of at least 0.6 at each stage provides dynamic recrystallization in the entire volume of the workpiece and, therefore, obtaining a homogeneous fine-grained microstructure. In the case of multi-stage deformation, heating at each stage is carried out to a temperature not exceeding the deformation temperature of the previous stage. Otherwise, grain will grow during heating.

Сущность изобретения дополнительно развивается и уточняется при использовании следующих приемов. The invention is further developed and clarified using the following techniques.

- При многоэтапной деформации снижение температуры после каждого этапа целесообразно проводить на величину, обеспечивающую уменьшение размера зерен в 2...10 раз. Экспериментально установлено, что разница температур на этапах должна соответствовать различию размеров рекристаллизованных зерен не менее чем в два раза. Уменьшение размера зерен менее чем в 2 раза технологически нецелесообразно, поскольку повышается трудоемкость процесса обработки. При уменьшении размера зерен более чем в 10 раз пластичность материала при использовании традиционного оборудования будет недостаточной для полного развития динамической рекристаллизации на последующем этапе деформации, в результате чего будет формироваться неоднородная микроструктура. Чем ниже температура деформации, тем меньше ресурс пластичности материала, поэтому в нижней части заявляемого интервала снижение температуры между этапами должно обеспечивать уменьшение размера зерен в 2...3 раза, а при более высоких температурах - в 8...10 раз. - In case of multi-stage deformation, it is advisable to reduce the temperature after each stage by an amount that ensures a decrease in grain size by 2 ... 10 times. It was experimentally established that the temperature difference at the stages should correspond to a difference in the sizes of recrystallized grains by at least two times. Reducing the grain size by less than 2 times is technologically impractical, since the complexity of the processing process increases. If the grain size is reduced by more than 10 times, the plasticity of the material using traditional equipment will be insufficient for the full development of dynamic recrystallization at the next stage of deformation, as a result of which an inhomogeneous microstructure will form. The lower the deformation temperature, the lower the resource of plasticity of the material, therefore, in the lower part of the proposed interval, a decrease in temperature between stages should provide a decrease in grain size by 2 ... 3 times, and at higher temperatures - by 8 ... 10 times.

- Неоднородность пластической деформации существенно зависит от температуры и исходной микроструктуры заготовки. Она снижается с ростом температуры деформации и уменьшением размера зерен. Поэтому для получения однородной микроструктуры с требуемым размером зерен при разных исходных состояниях и температурах деформации в процессе обработки необходима различная степень деформации. В связи с этим экспериментально было установлено соотношение

Figure 00000004
позволяющее определять степень деформации, достаточную для получения однородной микроструктуры, в зависимости от температуры и размера зерен на этапе.- The inhomogeneity of plastic deformation substantially depends on the temperature and the initial microstructure of the workpiece. It decreases with increasing strain temperature and a decrease in grain size. Therefore, to obtain a homogeneous microstructure with the required grain size at different initial states and strain temperatures during processing, a different degree of deformation is necessary. In this regard, the relation was experimentally established
Figure 00000004
allowing to determine the degree of deformation sufficient to obtain a homogeneous microstructure, depending on the temperature and grain size at the stage.

- В случае использования традиционного штампового инструмента, в частности плоских бойков, при степенях деформации, близких к 0,6, в заготовке могут сохраняться застойные зоны, объемная доля которых возрастает при понижении температуры деформации. Кроме того, необходимая степень деформации, определяемая в зависимости от температуры и размера зерен на этапе, может значительно превышать величину 0,6, которую при выбранной схеме деформации нельзя будет реализовать за один переход. В этом случае при обработке деформацию на этапе осуществляют за несколько переходов, причем переход представляет собой деформацию при температуре этапа. После каждого перехода рекомендуется осуществлять смену оси деформирования на 45 или 90 градусов с целью разрушения возникших на предыдущих этапах или переходах застойных зон. Деформацию заготовки на каждом переходе выполняют со степенью не менее 0,1, но не более 0,5. При меньших степенях деформации не создаются условия для развития процессов динамической рекристаллизации. Ограничение верхнего предела степени деформации вызвано тем, что при последующем переходе заготовка может потерять устойчивость после смены оси деформирования. Использование подобной схемы обработки позволяет набрать необходимую степень деформации, проработать застойные зоны и получить однородное структурное состояние без металлографической текстуры. - In the case of using a traditional stamping tool, in particular flat dies, with deformation degrees close to 0.6, stagnation zones can remain in the workpiece, the volume fraction of which increases with decreasing deformation temperature. In addition, the required degree of deformation, determined depending on the temperature and grain size at the stage, can significantly exceed a value of 0.6, which cannot be realized in a single transition with the selected deformation scheme. In this case, during processing, the deformation at the stage is carried out in several transitions, the transition being a deformation at the temperature of the stage. After each transition, it is recommended to change the deformation axis by 45 or 90 degrees in order to destroy the stagnant zones that arose at the previous stages or transitions. The deformation of the workpiece at each transition is performed with a degree of not less than 0.1, but not more than 0.5. At lower degrees of deformation, conditions are not created for the development of dynamic recrystallization processes. The limitation of the upper limit of the degree of deformation is caused by the fact that during the subsequent transition, the workpiece may lose stability after changing the axis of deformation. Using a similar processing scheme allows you to gain the required degree of deformation, work out stagnant zones and obtain a homogeneous structural state without a metallographic texture.

- Одним из способов повышения технологической пластичности и вследствие этого однородности деформации является снижение скорости деформации. Рекомендуется деформацию при обработке осуществлять в интервале скоростей 10-4... 10-2 с-1. В указанном скоростном интервале динамическая рекристаллизация в зависимости от исходного состояния может завершиться сверхпластическим течением, что дополнительно повысит однородность микроструктуры.- One of the ways to increase technological plasticity and, as a result, the uniformity of deformation is to reduce the rate of deformation. It is recommended that the deformation during processing be carried out in the speed range 10 -4 ... 10 -2 s -1 . In the indicated speed range, dynamic recrystallization, depending on the initial state, can result in a superplastic flow, which will further increase the uniformity of the microstructure.

- Титановые сплавы имеют низкую теплопроводность и при обработке массивных заготовок вследствие деформационного разогрева и недостаточного теплоотвода в ее центральной части по сравнению с периферией будет более высокая температура и, следовательно, сформируется более крупное зерно. Поэтому в заявляемом решении температуру нагрева в зависимости от габаритов заготовки корректируют в сторону уменьшения путем умножения на экспериментально установленные коэффициенты. Разнозернистость по объему заготовки в этом случае устраняется нагревом, в ходе которого укрупняются зерна на периферии заготовки. - Titanium alloys have low thermal conductivity and when machining massive workpieces due to deformation heating and insufficient heat removal in its central part, there will be a higher temperature and, consequently, a larger grain will be formed. Therefore, in the claimed solution, the heating temperature, depending on the dimensions of the workpiece, is adjusted downward by multiplying by experimentally established coefficients. In this case, grain size discontinuity is eliminated by heating, during which grains at the periphery of the workpiece are enlarged.

- Титановые сплавы с размером β- превращенных зерен более 2000 мкм имеют низкую технологическую пластичность при температурах ниже Tпп и для повышения однородности их микроструктуры необходимо увеличивать суммарную степень деформации, используя многопереходность на этапе. Кроме того, для таких сплавов температура Т* находится близко к Tпп. Поэтому перед основной обработкой материала с размером β- превращенных зерен более 2000 мкм целесообразно проводить предварительную деформацию. Предварительную деформацию можно осуществлять в различных режимах: 1) при температуре выше Tпп+(10...50oC); 2) при температуре на 30...50oC ниже Tпп, но со степенью деформации не менее 0,3 и скоростью в интервале 10-2... 10-1 с-1 с последующим отжигом при температуре Tпп+(20. ..70oC). Это позволяет измельчить исходную структуру и как следствие значительно облегчить последующую обработку, а также существенно расширить температурный интервал, где обработку проводят в один этап. При выборе режима основной обработки за исходный считают размер зерен, полученный после предварительной деформации. - Повышению пластичности и однородности деформации двухфазных титановых сплавов способствует увеличение дисперсности пластин фаз, так как более тонкие пластины легче трансформируются в равноосные зерна. Увеличение дисперсности пластинчатой структуры возможно за счет нагрева до температуры выше Тпп и регламентированного охлаждения. Использование этого приема перед первым этапом или между этапами, или между переходами на этапе деформации особенно эффективно при получении микроструктуры с размером зерен менее одного микрометра.- Titanium alloys with β-transformed grains larger than 2000 microns have low technological ductility at temperatures below T pp and to increase the uniformity of their microstructure, it is necessary to increase the total degree of deformation using multi-transition at the stage. In addition, for such alloys, the temperature T * is close to T pp . Therefore, before the main processing of the material with a β-transformed grain size of more than 2000 μm, it is advisable to carry out a preliminary deformation. Preliminary deformation can be carried out in various modes: 1) at a temperature above T PP + (10 ... 50 o C); 2) at a temperature of 30 ... 50 o C below T PP , but with a degree of deformation of at least 0.3 and a speed in the range of 10 -2 ... 10 -1 s -1 followed by annealing at a temperature of T PP + ( 20. ..70 o C). This allows you to grind the initial structure and as a result significantly facilitate subsequent processing, as well as significantly expand the temperature range, where the processing is carried out in one step. When choosing the main processing mode, the grain size obtained after preliminary deformation is considered as the initial one. - The increase in the plasticity and uniformity of deformation of two-phase titanium alloys is facilitated by an increase in the dispersion of phase plates, since thinner plates are easier to transform into equiaxed grains. An increase in the dispersion of the plate structure is possible due to heating to a temperature above T pp and regulated cooling. The use of this technique before the first stage or between stages, or between transitions at the stage of deformation is especially effective in obtaining a microstructure with a grain size of less than one micrometer.

- Осуществление перед деформацией предварительной термоциклической обработки в интервале 500oC...Tпп приводит к некоторому измельчению микроструктуры и повышению в зернах плотности дислокаций в результате фазового наклепа и термических напряжений. Вследствие этого при последующей деформации облегчается развитие рекристаллизации и, следовательно, повышается однородность микроструктуры.- The implementation before deformation of the preliminary thermocyclic treatment in the range of 500 o C ... T pp leads to some refinement of the microstructure and increase in the grains of the dislocation density as a result of phase hardening and thermal stresses. As a result of this, subsequent deformation facilitates the development of recrystallization and, consequently, the uniformity of the microstructure.

- Основной причиной образования застойных зон является значительное трение в зоне контакта заготовки со штамповым инструментом. Обычно для его уменьшения применяют высокотемпературные смазки, представляющие собой стеклоэмали. Однако при их использовании происходит прилипание заготовки к поверхности инструмента. Это затрудняет проведение деформации за несколько переходов со сменой оси деформирования. Рекомендуется нагревать штамповый инструмент на 10...50oC выше температуры заготовки что снижает влияние трения и в свою очередь приводит к уменьшению доли застойных зон.- The main reason for the formation of stagnant zones is significant friction in the contact zone of the workpiece with the stamping tool. Usually, high-temperature lubricants, which are glass enamels, are used to reduce it. However, when they are used, the workpiece sticks to the surface of the tool. This makes it difficult to conduct deformation in several transitions with a change in the axis of deformation. It is recommended to heat the stamping tool 10 ... 50 o C above the temperature of the workpiece, which reduces the effect of friction and in turn leads to a decrease in the proportion of stagnant zones.

- Для получения формы заготовки наиболее близкой к форме, получаемых из этой заготовки полуфабрикатов, используется прием, заключающийся в подборе последовательности поворотов заготовки при многопереходной деформации на заключительном этапе. Так, при получении формы прутка на заключительном этапе обработки поворот оси деформирования заготовки между переходами осуществляют в одной плоскости, а количество переходов выбирают не менее четырех. - To obtain the shape of the workpiece closest to the shape obtained from this workpiece of semi-finished products, a technique is used, which consists in selecting the sequence of turns of the workpiece during multi-transition deformation at the final stage. So, when receiving the shape of the bar at the final stage of processing, the axis of deformation of the workpiece is rotated between the transitions in one plane, and the number of transitions is chosen at least four.

- При получении заготовки требуемой формы ее формообразование осуществляют при температуре не ниже температуры заключительного этапа обработки заготовки. В противном случае произойдет рост зерна, полученного предшествующей обработкой. При этом скорость деформации при формообразовании можно подобрать так, чтобы обеспечить реализацию сверхпластической деформации. Это позволит еще более повысить однородность микроструктуры и дает возможность получения высокого уровня механических свойств после окончательной термообработки. - Upon receipt of the workpiece of the desired shape, its shaping is carried out at a temperature not lower than the temperature of the final stage of processing the workpiece. Otherwise, the grain obtained by previous processing will grow. Moreover, the strain rate during shaping can be chosen so as to ensure the implementation of superplastic deformation. This will further improve the uniformity of the microstructure and makes it possible to obtain a high level of mechanical properties after the final heat treatment.

- С целью снижения трудоемкости и энергетических затрат формообразование можно осуществлять по схеме локального деформирования, например, раскаткой. - In order to reduce the complexity and energy costs, shaping can be carried out according to the local deformation scheme, for example, by rolling.

Сущность дополнительных приемов изобретения, позволяющих получать не лимитированные по габаритам заготовки, заключается в следующем. The essence of additional methods of the invention, allowing to obtain not limited in size blanks, is as follows.

Поскольку микро- или субмикрокристаллическую структуры без металлографической текстуры существенно легче и экономически целесообразнее получать в мелких заготовках, то технологические возможности получения такой структуры в не лимитированной по габаритам заготовке существенно расширяются и облегчаются, если проводить сборку блока заданного размера из мелких заготовок, полученных по предлагаемому способу и прошедших предварительное формообразование в соответствии с предлагаемыми дополнительными приемами способа, при сборке блока обеспечивать их прилегание без зазоров и осуществить затем деформацию блока, например, осадкой, при скорости 10-5... 10-2 с-1 со степенью деформации не менее 0,2 в температурном интервале 400oC...Tпп. При этом конкретную температуру деформации блока выбирают не ниже температуры формообразования заготовок с максимальным размером зерен. Это определяется необходимостью обеспечения состояния сверхпластического течения при деформации блока. Основным механизмом сверхпластической деформации является зернограничное проскальзывание (ЗГП), проявляющееся в развороте и сдвиговом смещении соседних зерен друг относительно друга. Развитие ЗГП в процессе деформации блока позволяет получать твердофазное соединение между мелкими заготовками, причем при степени деформации 0,2 и более достигается монолитность блока, и границы раздела между составляющими блок заготовками полностью исчезают. Это достигается за счет устранения возможных несплошностей и пор в зоне соединения заготовок путем заполнения их зернами в результате развития ЗГП. Степень деформации не менее 0,2 требуется для гарантированного перехода сверхпластической деформации на свою установившуюся стадию с максимальным развитием механизма зернограничного проскальзывания, что обеспечивает формирование качественного твердофазного соединения. Полученные таким образом крупногабаритные заготовки могут использоваться как исходные составляющие для получения еще более крупных заготовок.Since micro- or submicrocrystalline structures without a metallographic texture are much easier and more economically feasible to obtain in small workpieces, the technological possibilities of obtaining such a structure in an unlimited size workpiece are significantly expanded and facilitated if a block of a given size is assembled from small workpieces obtained by the proposed method and undergoing preliminary shaping in accordance with the proposed additional methods of the method, when assembling the unit and ensure their fit without gaps and then carry out the deformation of the block, for example, by sediment, at a speed of 10 -5 ... 10 -2 s -1 with a degree of deformation of at least 0.2 in the temperature range 400 o C ... T pp . In this case, the specific deformation temperature of the block is chosen not lower than the temperature of the formation of blanks with a maximum grain size. This is determined by the need to ensure the state of the superplastic flow during block deformation. The main mechanism of superplastic deformation is grain boundary slippage (CGP), which manifests itself in a turn and shear displacement of neighboring grains relative to each other. The development of CHP in the process of block deformation allows to obtain a solid-phase connection between small workpieces, and with a degree of deformation of 0.2 or more, the block is monolithic, and the interface between the workpieces making up the block completely disappears. This is achieved by eliminating possible discontinuities and pores in the zone of connection of the workpieces by filling them with grains as a result of the development of HRP. A degree of deformation of at least 0.2 is required for a guaranteed transition of superplastic deformation to its steady state stage with the maximum development of the mechanism of grain boundary slippage, which ensures the formation of a high-quality solid-phase compound. The large-sized workpieces thus obtained can be used as initial components to obtain even larger workpieces.

Для ряда крупногабаритных изделий ответственного назначения, например дисков для авиационных двигателей, требования по физическим, механическим или служебным свойствам к различным участкам одной и той же детали заметно различаются. Одним из способов изготовления таких изделий является сборка блока заготовок из сплавов различного химического состава, соответственно, с разными температурами заключительного этапа деформации и, следовательно, с различными температурами формообразования. Деформацию блока осуществляют при температуре не ниже наибольшей из указанных температур. For a number of large-sized products of critical use, for example, disks for aircraft engines, the requirements for physical, mechanical, or service properties for different sections of the same part differ markedly. One of the methods of manufacturing such products is the assembly of a block of billets from alloys of various chemical compositions, respectively, with different temperatures of the final stage of deformation and, therefore, with different temperatures of forming. The block is deformed at a temperature not lower than the highest of the indicated temperatures.

В ряде случаев, при изготовлении крупногабаритных заготовок технологически целесообразно устанавливать между ними заготовку в виде прокладки из того же материала с размером зерен на порядок меньше, чем в крупных заготовках. Это позволяет получать крупногабаритные заготовки при пониженных температурах, использовать в ряде случаев только локальный нагрев в зоне формирования твердофазного соединения, использовать менее мощное оборудование. Использование таких прокладок обеспечивает локализацию сверхпластической деформации в зоне образования твердофазного соединения и ускоряет процесс формирования качественного соединения. Толщина прокладки при этом выбирается не меньше десятикратного размера зерен в прокладке. В противном случае невозможно кинетически реализовать развитие механизма ЗГП. In some cases, in the manufacture of large-sized workpieces, it is technologically expedient to install a workpiece between them in the form of a gasket of the same material with a grain size of an order of magnitude smaller than in large workpieces. This makes it possible to obtain large-sized billets at low temperatures, in some cases use only local heating in the zone of formation of the solid-phase compound, and use less powerful equipment. The use of such gaskets provides the localization of superplastic deformation in the zone of formation of a solid-phase compound and accelerates the formation of high-quality compounds. The thickness of the gasket at the same time is selected not less than ten times the size of the grains in the gasket. Otherwise, it is impossible to kinetically realize the development of the HGP mechanism.

При анализе уровня техники по патентным и научно-техническим источникам информации, касающихся способов обработки титановых сплавов не был обнаружен способ, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна". When analyzing the prior art on patent and scientific and technical sources of information regarding methods for processing titanium alloys, a method was not found that is characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

При анализе отличительных признаков было выявлено, что заявленное изобретение не вытекает явным образом из известного уровня техники. Впервые предложен широкий интервал температур нагрева и деформации титановых сплавов, в котором соответственно можно задавать и получать требуемые размеры зерен при обеспечении однородности структуры в промышленных полуфабрикатах. Однако реализовать указанные требования даже поэтапно со снижением температуры без учета исходной микроструктуры в заготовке не представляется возможным. Поэтому предложен системный подход для выбора последовательности этапов деформации и температуры этих этапов, позволяющий одновременно учитывать и требуемый размер зерен, и исходное состояние заготовки. Перечисленные основополагающие признаки изобретения являются новыми и неочевидными. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". When analyzing the distinguishing features, it was revealed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art. For the first time, a wide temperature range has been proposed for heating and deformation of titanium alloys, in which, accordingly, it is possible to set and obtain the required grain sizes while ensuring uniformity of structure in industrial semi-finished products. However, it is not possible to realize these requirements even in stages with a decrease in temperature, without taking into account the initial microstructure in the workpiece. Therefore, a systematic approach is proposed for selecting a sequence of deformation stages and the temperature of these stages, which allows both the required grain size and the initial state of the workpiece to be taken into account. The listed fundamental features of the invention are new and non-obvious. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:
Фиг. 1. Зависимость размера рекристаллизованных зерен от температуры деформации титанового сплава ВТ8 при скорости 7•10-4 с-1 и степени деформации e= 0,6. Штриховкой выделены области для величин d* и T* при dо = 1000 мкм.
The invention is illustrated by the following graphic materials:
FIG. 1. Dependence of the size of recrystallized grains on the deformation temperature of the VT8 titanium alloy at a speed of 7 • 10 -4 s -1 and the degree of deformation e = 0.6. The shading marks the regions for the values of d * and T * at d o = 1000 μm.

Фиг. 2. Микроструктура титанового сплава ВТ8 в исходном состоянии. FIG. 2. The microstructure of the VT8 titanium alloy in the initial state.

Фиг. 3. Микроструктура титанового сплава ВТ8 после деформации при 950oC.FIG. 3. The microstructure of the titanium alloy VT8 after deformation at 950 o C.

Фиг. 4. Микроструктура титанового сплава ВТ8 после деформации при 650oC.FIG. 4. The microstructure of the VT8 titanium alloy after deformation at 650 o C.

Фиг. 5. Зависимость размера рекристаллизованных зерен от температуры деформации технического титана ВТ1-00 при скорости 3•10-4 с-1 и степени деформации e=0,6. Штриховкой выделены области для величин d и Т при dо = 200 мкм.FIG. 5. Dependence of the size of recrystallized grains on the deformation temperature of technical titanium VT1-00 at a speed of 3 • 10 -4 s -1 and the degree of deformation e = 0.6. The shading marks the regions for d and T at d o = 200 μm.

Фиг. 6. Микроструктура технического титана ВТ1-00 в исходном состоянии. FIG. 6. The microstructure of technical titanium VT1-00 in the initial state.

Фиг. 7. Микроструктура технического титана ВТ1-00 после деформации при 670oC.FIG. 7. The microstructure of technical titanium VT1-00 after deformation at 670 o C.

Фиг. 8 Микроструктура технического титана ВТ1-00 после деформации при 400oC.FIG. 8 Microstructure of technical titanium VT1-00 after deformation at 400 o C.

Фиг. 9. Зависимость размера рекристаллизованных зерен от температуры деформации титанового сплава ВТ30 при скорости 3•10-4 с-1 и степени деформации е= 0,6. Штриховкой выделены области для величин d* и T* при dо = 200 мкм.FIG. 9. Dependence of the size of recrystallized grains on the deformation temperature of the VT30 titanium alloy at a speed of 3 • 10 -4 s -1 and the degree of deformation e = 0.6. The shading marks the regions for the values of d * and T * at d о = 200 μm.

Фиг. 10. Микроструктура титанового сплава ВТ30 в исходном состоянии. FIG. 10. The microstructure of the titanium alloy VT30 in the initial state.

Фиг. 11. Микроструктура титанового сплава ВТ30 после деформации при 740oC.FIG. 11. The microstructure of the titanium alloy VT30 after deformation at 740 o C.

Фиг. 12. Микроструктура титанового сплава ВТ30 после деформации при 550oC.FIG. 12. The microstructure of the titanium alloy VT30 after deformation at 550 o C.

Возможность осуществления изобретения поясняется примерами. Обработке подвергались три сплава, химический состав и марка которых приведены в таблице (см. в конце описания). The possibility of carrying out the invention is illustrated by examples. Three alloys were processed, the chemical composition and grade of which are given in the table (see the end of the description).

Пример 1. Example 1

Из сплава A вырезаем образцы размером ⌀10×15 мм, которые затем деформируем осадкой на универсальном динамометре "Инстрон" при разных температурах из интервала 400...1000oC до степени деформации e=0,6. В данном случае температура 1000oC соответствует Tпп сплава. Размер рекристаллизованных зерен определяем в центральной части деформированного образца. На фиг. 1 представлена зависимость размера зерен от температуры деформации сплава.We cut out samples of size ⌀ 10 × 15 mm from alloy A, which are then deformed with a draft on an Instron universal dynamometer at different temperatures from the interval 400 ... 1000 o C to the degree of deformation e = 0.6. In this case, the temperature of 1000 o C corresponds to T PP alloy. The size of the recrystallized grains is determined in the central part of the deformed sample. In FIG. Figure 1 shows the dependence of grain size on the temperature of deformation of the alloy.

Сплав A в виде цилиндрических заготовок размером, ⌀150×300 мм в исходном состоянии имеет средний размер β превращенных зерен 1000 мкм (фиг. 2). После обработки требуется получить микроструктуру со средним размером зерен dк=5 мкм. Согласно кривой d=f(T) из фиг. 1. такой размер зерен формируется при температуре Tк=950oC. По соотношению lg(dо/d*)=2,4...2,6 определяем, что d*= 2,5. ..4 мкм, затем из зависимости d=f(T) определим соответствующую температуру T*=860...920oC. Температура T* делит интервал 400...1000oC на два участка. Так как температура Tк для получения требуемого размера зерен больше чем T*, то обработка сплава проводится в первом температурном интервале за один этап.Alloy A in the form of cylindrical billets with a size of ⌀150 × 300 mm in the initial state has an average size β of transformed grains of 1000 μm (Fig. 2). After processing, it is required to obtain a microstructure with an average grain size d k = 5 μm. According to the curve d = f (T) of FIG. 1. such a grain size is formed at a temperature T k = 950 o C. Using the relation log (d о / d * ) = 2.4 ... 2.6, we determine that d * = 2.5. ..4 μm, then from the dependence d = f (T) we determine the corresponding temperature T * = 860 ... 920 o C. The temperature T * divides the interval 400 ... 1000 o C into two sections. Since the temperature T k to obtain the desired grain size is greater than T * , the alloy is processed in the first temperature range in one step.

Объем заготовки размером ⌀150×300 мм не превышает 10 дм3, следовательно, с учетом поправочного коэффициента 0,97 температура нагрева составляет 925oC. Заготовку помещаем в печь электросопротивления KS-500, а время нагрева определяем из условия того, что за одну минуту прогревается 1 мм диаметра заготовки и оно составляет минимум 150 минут. Выдерживаем заготовку в печи и переносим в изотермический штамповый блок, в котором нагрев плоских бойков из жаропрочного сплава ЖС6-У до температуры 950oC осуществляется низкочастотным индуктором. Деформацию заготовки на этапе выполняем со средней скоростью 7•10-4 с-1. С учетом соотношения

Figure 00000005
где dn= 1000 мкм, Tn ≈ 1220 К, Tпл ≈ 1970 К, а = 1, определяем, что необходимая степень деформации e должна быть не меньше 2,45. Для набора данной величины e используем схему деформации, состоящую из следующих переходов:
- осадка заготовки по высоте на e=0,45;
- поворот заготовки на 90o и осадка по образующей на e=0,4;
- поворот заготовки на 90o таким образом, чтобы направление приложения усилия (ось деформирования) совпадало с направлением максимального размера заготовки после предыдущей осадки, и осадка заготовки на e=0,45;
- поворот заготовки на 90o таким образом, чтобы ось деформирования осталась в той же плоскости, в которой находилась ось деформирования предыдущей осадки, и осадка на e=0,3;
- шесть переходов с осадкой на e=0,25 и поворотом заготовки на 45o после каждого перехода таким образом, чтобы ось деформирования оставалась в одной плоскости.The volume of the workpiece with a size of ⌀150 × 300 mm does not exceed 10 dm 3 , therefore, taking into account the correction factor 0.97, the heating temperature is 925 o C. The billet is placed in a KS-500 electrical resistance furnace, and the heating time is determined from the condition that for one a minute warms up 1 mm of the diameter of the workpiece and it is at least 150 minutes. We stand the billet in the furnace and transfer it to an isothermal die block, in which the flat strikers from the heat-resistant alloy ZhS6-U are heated to a temperature of 950 o C by a low-frequency inductor. The deformation of the workpiece at the stage is performed at an average speed of 7 • 10 -4 s -1 . Given the ratio
Figure 00000005
where d n = 1000 μm, T n ≈ 1220 K, T pl ≈ 1970 K, a = 1, we determine that the required degree of deformation e must be at least 2.45. To set this quantity e, we use a deformation scheme consisting of the following transitions:
- draft of the workpiece in height at e = 0.45;
- rotation of the workpiece by 90 o and sediment along the generatrix at e = 0.4;
- rotation of the workpiece by 90 o so that the direction of application of the force (the axis of deformation) coincides with the direction of the maximum size of the workpiece after the previous draft, and the draft of the workpiece by e = 0.45;
- rotation of the workpiece by 90 o so that the axis of deformation remains in the same plane as the axis of deformation of the previous draft, and the draft by e = 0.3;
- six transitions with a draft at e = 0.25 and rotation of the workpiece by 45 o after each transition so that the axis of deformation remains in the same plane.

Затем осуществляют окончательное формообразование заготовки на пруток необходимого диаметра путем протяжки заготовки при температуре 925oC. Микроструктура изготовленного прутка представлена на фиг. 3.Then, the final shaping of the workpiece onto a bar of the required diameter is carried out by drawing the workpiece at a temperature of 925 ° C. The microstructure of the manufactured bar is shown in FIG. 3.

Пример 2. Example 2

Заготовку размером ⌀50×100 мм из сплава A с исходным размером β- превращенных зерен 2000 мкм необходимо обработать так, чтобы получить микроструктуру со средним размером зерен dк=0,2 мкм. Определяем, что Tк=650oC, d*= 5...8 мкм и T*=950...990oC Поскольку температура Tк меньше, чем T*, то обработку сплава проводим за несколько этапов, количество которых выбираем следующим образом. Размер зерен перед заключительным этапом выбираем в три раза больше требуемого, т.е. 0,6 мкм. Размеру зерен 0,6 мкм по кривой из фиг. 1 соответствует температура 730oC, которая не превышает Т*, значит необходим еще этап. На следующем этапе по сравнению с предыдущим примем размер зерен в 10 раз крупнее, и он составит 6 мкм. Размеру зерен 6 мкм соответствует температура 975oC, которая уже находится в интервале T*...Tпп, следовательно, этот этап будет первым. Таким образом, температуры первого, второго и третьего этапов соответственно равны 975, 730 и 650oC. Необходимые степени деформации на каждом этапе, определенные с учетом температуры деформации этапа, и исходного размера зерен перед началом каждого этапа, равны e1 ± 2,45, e2 ≥ 1,5, e3 ≥ 1,1.A blank of size ⌀50 × 100 mm from alloy A with an initial β-transformed grain size of 2000 μm must be processed so as to obtain a microstructure with an average grain size d k = 0.2 μm. We determine that T k = 650 o C, d * = 5 ... 8 μm and T * = 950 ... 990 o C Since the temperature T k is less than T * , the alloy is processed in several stages, the number of which choose as follows. The grain size before the final stage is three times larger than the required one, i.e. 0.6 microns. A grain size of 0.6 μm along the curve of FIG. 1 corresponds to a temperature of 730 o C, which does not exceed T * , then another step is necessary. At the next stage, in comparison with the previous one, we take the grain size 10 times larger, and it will be 6 microns. The grain size of 6 μm corresponds to a temperature of 975 o C, which is already in the range T * ... T PP , therefore, this step will be the first. Thus, the temperatures of the first, second and third stages are respectively equal to 975, 730 and 650 o C. The required degrees of deformation at each stage, determined taking into account the deformation temperature of the stage and the initial grain size before the beginning of each stage, are e 1 ± 2.45 , e 2 ≥ 1.5, e 3 ≥ 1.1.

Перед обработкой сплава осуществляем термоциклическую обработку, заключающуюся в пятикратном нагреве до 1000oC и охлаждении до 500oC. Деформирование заготовки на каждом этапе осуществляем за несколько переходов аналогично примеру 1.Before processing the alloy, we carry out thermocyclic processing, which consists in five-fold heating to 1000 o C and cooling to 500 o C. Deformation of the workpiece at each stage is carried out in several transitions as in example 1.

На заключительном этапе обработки заготовке придаем форму прутка, имеющего в сечении либо равносторонний треугольник, либо квадрат, либо равносторонний шестиугольник. Микроструктура сплава после обработки представлена на фиг. 4. At the final stage of processing the workpiece we give the shape of a bar having in cross section either an equilateral triangle, or a square, or an equilateral hexagon. The microstructure of the alloy after processing is shown in FIG. 4.

Пример 3. Example 3

Заготовку из сплава A размером ⌀200×400 мм с исходным размером β- превращенных зерен 10000 мкм необходимо обработать так, чтобы получить заготовку диска, имеющего микроструктуру со средним размером зерен 3 мкм. В этом случае целесообразно предварительно измельчить исходную структуру проведением деформации в β- области. Для этого нагреваем заготовку до температуры Tпп+100oC (1100oC) и деформируем на плоских бойках по схеме осадка на e= 0,5 и последующая протяжка до исходной высоты. При этом температура заготовки не должна снижаться ниже Tпп+10oC (1010oC), в противном случае осуществляют промежуточный нагрев. В результате данной операции β- превращенное зерно измельчилось до 1000 мкм и этот размер зерен используем для определения температуры T*, которая, как и в примере 1, соответствует 860... 920oC. Температуру Tк для получения зерен размером 3 мкм определяем из зависимости на фиг. 1, она составляет 880oC и находится в интервале T*...Tпп, следовательно, обработка сплава проводится за один этап. Аналогично примеру 1, определяем температуру нагрева заготовки, необходимую степень деформации и по той же схеме осуществляем деформирование. Однако в отличие от примера 1 штамповый инструмент нагреваем до температуры 900oC. После подготовки структуры заготовке придаем форму шайбы диаметром 350 мм, а окончательную форму диска получаем раскаткой в условиях сверхпластичности.A billet of alloy A with a size of ⌀200 × 400 mm with an initial size of β-transformed grains of 10,000 μm must be processed so as to obtain a blank of a disk having a microstructure with an average grain size of 3 μm. In this case, it is advisable to preliminarily grind the initial structure by conducting deformation in the β-region. To do this, we heat the workpiece to a temperature of T PP +100 o C (1100 o C) and deform on flat strikers according to the draft scheme at e = 0.5 and the subsequent broaching to the original height. In this case, the temperature of the workpiece should not fall below T pp +10 o C (1010 o C), otherwise carry out intermediate heating. As a result of this operation, the β-transformed grain was ground to 1000 μm and this grain size is used to determine the temperature T * , which, as in Example 1, corresponds to 860 ... 920 o C. The temperature T k for obtaining 3 μm grains is determined from the dependence in FIG. 1, it is 880 o C and is in the range T * ... T pp , therefore, the processing of the alloy is carried out in one step. Analogously to example 1, we determine the heating temperature of the workpiece, the required degree of deformation, and according to the same scheme we carry out the deformation. However, unlike example 1, the die tool is heated to a temperature of 900 o C. After the preparation of the structure to the workpiece, we give the shape of a washer with a diameter of 350 mm, and we obtain the final shape of the disk by rolling under conditions of superplasticity.

Пример 4. Example 4

В заготовке из сплава A размером 100х100х200 мм с исходным размером β- превращенных зерен 5000 мкм требуется получить микроструктуру со средним размером зерен 2 мкм. В этом случае также целесообразно предварительно измельчить исходную структуру. Для этого заготовку нагреваем до температуры Tпп-40oC (960oC) и осаживаем на плоских бойках по высоте на e=0,25 со скоростью 10-2 с-1, затем протяжкой придаем ей первоначальную форму и нагреваем до температуры Tпп + 20oC (1020oC). После данной обработки размер β- превращенных зерен уменьшается до 500 мкм и этот размер зерен в дальнейшем используем для определения температуры T*. В данном случае она составляет 780... 830oC. Температуру Tк, обеспечивающую формирование зерен размером 2 мкм, определяем из кривой на фиг. 1, она составляет 830oC. Эта температура находится в интервале T*. ..Tпп, следовательно, подготовку требуемой микроструктуры проводим в один этап. Температуру нагрева и необходимую степень деформации определяем так же, как в примере 1. Деформирование осуществляем со средней скоростью 10-3 с-1 за 6 переходов с поворотом заготовки после каждого перехода на 90o таким образом, чтобы осадка проводилась по максимальному размеру заготовки. Степень деформации на каждом переходе составит e= 0,4.In a billet of alloy A 100 × 100 × 200 mm in size with an initial β-transformed grain size of 5000 μm, it is required to obtain a microstructure with an average grain size of 2 μm. In this case, it is also advisable to grind the initial structure. To do this, we heat the workpiece to a temperature of T PP -40 o C (960 o C) and upset on flat strikers in height at e = 0.25 at a speed of 10 -2 s -1 , then draw it back to its original shape and heat to a temperature T pp + 20 o C (1020 o C). After this treatment, the size of β-transformed grains decreases to 500 μm, and this grain size is then used to determine the temperature T * . In this case, it is 780 ... 830 o C. The temperature T k , which ensures the formation of grains of 2 μm in size, is determined from the curve in FIG. 1, it is 830 o C. This temperature is in the range T * . ..T pp , therefore, the preparation of the required microstructure is carried out in one step. The heating temperature and the required degree of deformation are determined in the same way as in example 1. Deformation is carried out at an average rate of 10 −3 s −1 for 6 transitions with the workpiece rotated after each transition by 90 ° so that the sediment is carried out according to the maximum size of the workpiece. The degree of deformation at each transition will be e = 0.4.

При необходимости получения заготовки в форме прутка, имеющего сечение в виде квадрата или равносторонних треугольника и шестиугольника, проводим окончательное формообразование заготовки в условиях сверхпластичности при температуре 830oC
Пример 5.
If you need to obtain a workpiece in the form of a bar having a cross section in the form of a square or equilateral triangle and hexagon, we carry out the final shaping of the workpiece in superplastic conditions at a temperature of 830 o C
Example 5

В заготовке из сплава A размером 100х100х200 мм с исходным размером β- превращенных зерен 5000 мкм требуется получить микроструктуру со средним размером зерен 1,2 мкм. В этом случае также целесообразно предварительно измельчить исходную структуру. Для этого заготовку нагреваем до температуры Tпп-40oC (960oC) и осаживаем на плоских бойках по высоте на e=0,25 со скоростью 10-2 с-1, затем протяжкой придаем ей первоначальную форму. Далее, нагреваем до температуры Tпп+ 20oC (1020oC) и охлаждаем в воде до комнатной температуры. После данной обработки размер β- превращенных зерен уменьшается до 500 мкм и этот размер зерен используется для определения температуры T*, которая составляет 780...830oC. Температуру Tк, обеспечивающую формирование зерна размером 1,2 мкм, определяем из зависимости d=f(T) для сплава A (фиг. 1), она составляет 790oC. Эта температура находится в интервале T*...Tпп, следовательно, подготовку требуемой микроструктуры проводим в один этап. Температуру нагрева и необходимую степень деформации определяем аналогично, как в примере 1. Деформирование осуществляем со средней скоростью 10-3 с-1 за 6 переходов с поворотом заготовки после каждого перехода на 90o таким образом, чтобы осадка проводилась по максимальному размеру заготовки. Степень деформации на каждом переходе составит e=0,40.In a blank of alloy A with a size of 100x100x200 mm with an initial size of β-transformed grains of 5000 μm, it is required to obtain a microstructure with an average grain size of 1.2 μm. In this case, it is also advisable to grind the initial structure. To do this, we heat the billet to a temperature of T PP -40 o C (960 o C) and upset on flat strikers in height at e = 0.25 at a speed of 10 -2 s -1 , then draw it back to its original shape. Next, heat to a temperature T pp + 20 o C (1020 o C) and cool in water to room temperature. After this treatment, the size of β-transformed grains decreases to 500 μm and this grain size is used to determine the temperature T * , which is 780 ... 830 o C. The temperature T k , which provides the formation of grain with a size of 1.2 μm, is determined from the dependence d = f (T) for alloy A (Fig. 1), it is 790 o C. This temperature is in the range T * ... T pp , therefore, the preparation of the required microstructure is carried out in one step. The heating temperature and the required degree of deformation are determined similarly as in example 1. Deformation is carried out at an average rate of 10 -3 s -1 for 6 transitions with the workpiece rotated after each transition by 90 o so that the sediment is carried out at the maximum size of the workpiece. The degree of deformation at each transition will be e = 0.40.

Пример 6. Example 6

Из сплава В вырезаем образцы размером ⌀10×15 мм, которые деформируем осадкой на универсальном динамометре "Инстрон" в температурном интервале 400. ...900oC до степени деформации e=0,6. В данном случае температура 900oC соответствует Tпп сплава. Размер рекристаллизованных зерен определяем в центральной части деформированного образца. На фиг. 5 представлена зависимость размера рекристаллизованных зерен от температуры деформации сплава.We cut out samples of ⌀10 × 15 mm size from alloy B, which we deform with a draft on an Instron universal dynamometer in the temperature range 400. ... 900 o C to a degree of deformation e = 0.6. In this case, the temperature of 900 o C corresponds to T PP alloy. The size of the recrystallized grains is determined in the central part of the deformed sample. In FIG. Figure 5 shows the dependence of the size of recrystallized grains on the deformation temperature of the alloy.

В заготовке сплава B размером ⌀50×100 мм и величиной исходных зерен 200 мкм (фиг. 6) требуется получить микроструктуру со средним размером зерен 5 мкм. Определяем температуры Tк и T*, значения которых соответственно равны 700oC и 520. ..550oC. Поскольку температура Tк превышает T*, обработку заготовки осуществляем за один этап. Выбор степени деформации, температуры нагрева и схемы деформирования выполняем также, как показано в примере 1.In the alloy B preform with a size of ⌀50 × 100 mm and an initial grain size of 200 μm (Fig. 6), it is required to obtain a microstructure with an average grain size of 5 μm. We determine the temperatures T k and T * , the values of which are respectively 700 o C and 520. ..550 o C. Since the temperature T k exceeds T * , the workpiece is processed in one step. The choice of the degree of deformation, heating temperature and the deformation scheme is also performed as shown in example 1.

При окончательном формообразовании получаем заготовку в виде параллелепипеда квадратного сечения со стороной квадрата 55 мм. Микроструктура сплава после обработки представлена на фиг. 7. At the final shaping we get a blank in the form of a square box with a side of a square of 55 mm. The microstructure of the alloy after processing is shown in FIG. 7.

Пример 7. Example 7

В заготовке сплава B размером ⌀50×100 мм и величиной исходных зерен 200 мкм (фиг. 6) необходимо получить микроструктуру со средним размером зерен 0,1 мкм. Определяем температуры Tк и T*, значения которых соответственно равны 400oC и 520..550oC. Поскольку температура Tк меньше температуры T*, обработку заготовки осуществляем в несколько этапов, количество которых определяем следующим образом. Размер зерен перед заключительным этапом выбираем в два раза больше требуемого, т.е. 0,2 мкм. Размеру зерен 0,2 мкм из кривой на фиг. 5 соответствует температура 450oC, которая не превышает T*, значит необходим еще этап. На следующем этапе по сравнению с предыдущим примем размер зерен также в 2 раза больше, и он составит 0,4 мкм. Размеру зерен 0,4 мкм соответствует температура 500oC, которая тоже не превышает T*, следовательно, необходим опять еще этап. Размер зерен, предшествующий этому этапу, выбираем в 10 раз больше, т.е. 4 мкм, и ему соответствует температура 670oC, которая попадает на участок T*...Tпп.In the alloy B preform with a size of ⌀50 × 100 mm and an initial grain size of 200 μm (Fig. 6), it is necessary to obtain a microstructure with an average grain size of 0.1 μm. We determine the temperatures T k and T * , the values of which are respectively 400 o C and 520..550 o C. Since the temperature T k is lower than the temperature T * , the workpiece is processed in several stages, the amount of which is determined as follows. The grain size before the final stage is chosen to be twice as large as required, i.e. 0.2 microns. A grain size of 0.2 μm from the curve in FIG. 5 corresponds to a temperature of 450 o C, which does not exceed T * , then another step is necessary. At the next stage, in comparison with the previous one, we take the grain size also 2 times larger, and it will be 0.4 μm. The grain size of 0.4 μm corresponds to a temperature of 500 o C, which also does not exceed T * , therefore, another step is necessary again. The grain size preceding this stage is chosen 10 times larger, i.e. 4 μm, and it corresponds to a temperature of 670 o C, which falls on the plot T * ... T PP .

Таким образом, обработка заготовки проводится за четыре этапа и температуры этапов равны 670, 500, 450 и 400oC. Степени деформации на каждом этапе определяем с учетом температуры деформации этапа и исходного размера зерен перед началом каждого этапа. Деформирование заготовки на каждом этапе осуществляем за несколько переходов аналогично примеру 1.Thus, the processing of the workpiece is carried out in four stages and the temperatures of the stages are 670, 500, 450 and 400 o C. The degree of deformation at each stage is determined taking into account the deformation temperature of the stage and the initial grain size before each stage. The deformation of the workpiece at each stage is carried out in several transitions similarly to example 1.

При окончательном формообразовании получаем заготовку в виде прутка, имеющего сечение квадрата или равносторонних треугольника и шестиугольника. Микроструктура сплава после обработки представлена на фиг. 8. At the final shaping we get a blank in the form of a bar having a cross section of a square or equilateral triangle and hexagon. The microstructure of the alloy after processing is shown in FIG. eight.

Пример 8. Example 8

Из сплава C вырезаем образцы размером ⌀10×15 мм, которые деформируем осадкой на универсальном динамометре "Инстрон" в температурном интервале 400. . .740oC до степени деформации e=0,6. В данном случае температура 740oC соответствует Tпп сплава. Размер рекристаллизованных зерен определяем в центральной части деформированного образца На фиг. 9 представлена зависимость размера зерен от температуры деформации сплава.We cut out samples of size ⌀10 × 15 mm from alloy C, which we deform with a draft on an Instron universal dynamometer in the temperature range of 400.. .740 o C to the degree of deformation e = 0,6. In this case, the temperature of 740 o C corresponds to T PP alloy. The size of the recrystallized grains is determined in the central part of the deformed sample. FIG. Figure 9 shows the dependence of grain size on the strain temperature of the alloy.

В заготовке сплава C размером ⌀50×100 мм и величиной исходных зерен 200 мкм (фиг. 10) необходимо получить микроструктуру со средним размером зерен 5 мкм/ Определяем температуры Tк и T*, значения которых соответственно равны 740oC и 710...725oC. Температура Tк превышает T* и равна Tпп, обработку заготовки осуществляем за один этап при температуре 740oC. Выбор степени деформации, температуры нагрева и схемы деформирования выполняем аналогично тому, как показано в примере 1 Микроструктура сплава после обработки представлена на фиг. 11.In the blank of alloy C with a size of ⌀50 × 100 mm and an initial grain size of 200 μm (Fig. 10), it is necessary to obtain a microstructure with an average grain size of 5 μm / We determine the temperatures T k and T * , the values of which are respectively 740 o C and 710 .. .725 o C. The temperature T k exceeds T * and is equal to T pp , the workpiece is processed in one step at a temperature of 740 o C. The choice of the degree of deformation, heating temperature and the deformation scheme is carried out similarly to that shown in example 1 Microstructure of the alloy after processing presented in FIG. eleven.

Пример 9. Example 9

В заготовке сплава C размером ⌀50×100 мм и величиной исходных зерен 200 мкм (фиг. 10) необходимо получить микроструктуру со средним размером зерен 0,3 мкм. Определяем температуры Tк и T*, значения которых соответственно равны 550oC и 710...725oC. Так как температура Tк меньше T*, обработку заготовки осуществляем в несколько этапов. На предпоследнем этапе размер зерен выбираем в 2 раза больше требуемого (0,6 мкм). Из зависимости d=f(T) для сплава C (фиг. 9) размеру зерен 0,6 мкм соответствует температура 645oC. На следующем этапе размер зерен выбираем в 5 раз больше (3 мкм) предыдущего, ему соответствует температура 730oC, которая находится между T* и Tпп и, следовательно, этот этап будет первым при обработке сплава. Выбор степени деформации, температуры нагрева и схемы деформирования на каждом переходе выполняем как в примере 1. При этом после первого этапа деформации заготовку до комнатной температуры охлаждаем в воде. Микроструктура сплава после обработки представлена на фиг. 12.In the alloy C preform with a size of ×50 × 100 mm and an initial grain size of 200 μm (Fig. 10), it is necessary to obtain a microstructure with an average grain size of 0.3 μm. We determine the temperatures T k and T * , the values of which are respectively equal to 550 o C and 710 ... 725 o C. Since the temperature T k is less than T * , the workpiece is processed in several stages. At the penultimate stage, the grain size is chosen 2 times larger than the required (0.6 μm). From the dependence d = f (T) for alloy C (Fig. 9), the grain size of 0.6 μm corresponds to a temperature of 645 o C. In the next step, we select the grain size 5 times larger (3 μm) of the previous one, it corresponds to a temperature of 730 o C , which is between T * and T pp and, therefore, this step will be the first in the processing of the alloy. The choice of the degree of deformation, the heating temperature and the deformation scheme at each transition is performed as in example 1. In this case, after the first stage of deformation, the workpiece is cooled to room temperature in water. The microstructure of the alloy after processing is shown in FIG. 12.

Пример 10. Example 10

В заготовке сплава C размером ⌀50×100 мм и величиной исходных зерен 40 мкм необходимо получить микроструктуру со средним размером зерен 0,5 мкм. Определяем температуры Tк и T*, значения которых соответственно равны 625oC и 600...645oC. Так как температура Tк находится в интервале T*...Tпп, обработку заготовки осуществляем за один этап. Перед основной обработкой заготовку нагреваем до температуры 760oC и охлаждаем до комнатной температуры в воде. Выбор степени деформации, температуры нагрева и схемы деформирования выполняем как в примере 1.In a C alloy billet with a size of ⌀50 × 100 mm and an initial grain size of 40 μm, it is necessary to obtain a microstructure with an average grain size of 0.5 μm. We determine the temperatures T k and T * , whose values are respectively 625 o C and 600 ... 645 o C. Since the temperature T k is in the range T * ... T pp , we process the workpiece in one step. Before the main processing, the workpiece is heated to a temperature of 760 o C and cooled to room temperature in water. The choice of the degree of deformation, heating temperature and the deformation scheme is performed as in example 1.

Пример 11. Example 11

В заготовке сплава A размером ⌀200×400 мм с размером β- превращенных зерен 2000 мкм необходимо получить микроструктуру со средним размером зерна 5 мкм. Из кривой на фиг. 1 определяем температуры Tк и T*, значения которых соответственно равны 950oC и 950...990oC. Так как температура Tк находится в интервале T*...Tпп, обработку осуществляем за один этап. Определяем, что необходимая степень деформации e должна быть не меньше 2,7. Для набора данной величины e используем следующую схему деформации:
- нагрев заготовки до температуры 950oC, деформация заготовки по высоте на e=0,25 с последующим охлаждением до комнатной температуры в воде,
- нагрев заготовки до температуры 950oC, деформация заготовки по образующей за пять переходов со степенью деформации на переходе e=0,25 и поворотом заготовки между переходами на 90o с последующим охлаждением до комнатной температуры в воде,
- повторить два предыдущих пункта.
In an alloy A preform of size ⌀200 × 400 mm with a β-transformed grain size of 2000 μm, it is necessary to obtain a microstructure with an average grain size of 5 μm. From the curve in FIG. 1 we determine the temperatures T k and T * , whose values are respectively 950 o C and 950 ... 990 o C. Since the temperature T k is in the range T * ... T pp , processing is carried out in one step. We determine that the required degree of deformation e must be at least 2.7. To set this value of e, we use the following deformation scheme:
- heating the workpiece to a temperature of 950 o C, deformation of the workpiece in height by e = 0.25, followed by cooling to room temperature in water,
- heating the preform to a temperature of 950 o C, deformation of the preform along the generatrix for five transitions with a degree of deformation at the transition e = 0.25 and rotation of the preform between transitions by 90 o with subsequent cooling to room temperature in water,
- repeat the two previous paragraphs.

При окончательном формообразовании получаем пруток диаметром 100 мм. At the final shaping we get a bar with a diameter of 100 mm.

Пример 12. Example 12

Из прутка ⌀20 мм сплава B с субмикрокристаллической микроструктурой со средним размером зерен 0,1 мкм вырезают цилиндрические заготовки высотой 40 мм. Заготовки нагревают в электрической печи с защитной аргоновой атмосферой до температуры 400oC и осаживают со средней скоростью деформации 5•10-4 с-1 до высоты 10 мм с использованием гидравлического 100-тонного пресса на плоских бойках, подогреваемых индуктором до 400oC. Получают заготовки типа шайб диаметром около 40 мм. Размер зерен в шайбах сохраняется равным 0,1 мкм. Шайбы механически обтачивают до диаметра 38 мм, шлифуют нижнюю и верхнюю плоскости с обеспечением их параллельности, причем с каждой стороны снимают не менее чем 0,5 мм толщины металла. При операциях механической обработки температура нагрева поверхности обрабатываемой шайбы не должна превышать 50oC. Поверхности после шлифовки промывают, просушивают и обезжиривают. Затем из девяти заготовок диаметром 38 мм и высотой 9 мм, устанавливая их соосно одну на другую, собирают блок в виде цилиндра диаметром 38 мм и высотой 81 мм. Для фиксации собранного блока и защиты внутренних соприкасающихся поверхностей заготовок от окисления осуществляют лазерную сварку по кольцевой линии стыка заготовок на глубину не более 0,3 мм.From a bar заготов20 mm of alloy B with a submicrocrystalline microstructure with an average grain size of 0.1 μm, cylindrical workpieces with a height of 40 mm are cut. The billets are heated in an electric furnace with a protective argon atmosphere to a temperature of 400 o C and precipitated with an average deformation rate of 5 • 10 -4 s -1 to a height of 10 mm using a hydraulic 100-ton press on a flat head, heated by an inductor to 400 o C. Get the workpiece type washers with a diameter of about 40 mm The grain size in the washers is kept equal to 0.1 μm. The washers are machined mechanically to a diameter of 38 mm, the lower and upper planes are ground to ensure their parallelism, and at least 0.5 mm of the metal thickness is removed from each side. During machining operations, the heating temperature of the surface of the processed washer should not exceed 50 o C. Surfaces after grinding are washed, dried and degreased. Then, from nine blanks with a diameter of 38 mm and a height of 9 mm, installing them coaxially one on top of the other, a block is assembled in the form of a cylinder with a diameter of 38 mm and a height of 81 mm. To fix the assembled block and protect the internal contacting surfaces of the workpieces from oxidation, laser welding is performed along the annular line of the junction of the workpieces to a depth of not more than 0.3 mm.

Далее блок заготовок нагревают в электрической печи с защитной аргоновой атмосферой до температуры 400oC и осаживают со средней скоростью деформации 5•10-4 с-1 до высоты 10 мм на плоских бойках, подогреваемых индуктором до 400oC. Получают заготовку диаметром около 108 мм и высотой 10 мм с размером зерен равным 0,1 мкм по всему объему и с отсутствием пор в зонах твердофазного соединения.Next, the block of preforms is heated in an electric furnace with a protective argon atmosphere to a temperature of 400 o C and precipitated with an average deformation rate of 5 • 10 -4 s -1 to a height of 10 mm on flat strikers heated by an inductor to 400 o C. Receive a preform with a diameter of about 108 mm and a height of 10 mm with a grain size of 0.1 μm throughout the volume and with the absence of pores in the zones of the solid-phase compound.

Аналогичным образом, продолжая далее процесс, можно получить заготовку типа диска или шайбы с субмикрокристаллической микроструктурой практически любого габарита, требуемого на существующий уровень развития промышленности, используя имеющиеся в промышленности нагревательное и прессовое оборудование. Similarly, continuing the process further, it is possible to obtain a blank of the type of a disk or washer with a submicrocrystalline microstructure of almost any size required for the current level of industrial development using the heating and pressing equipment available in the industry.

Пример 13. Example 13

Из прутка ⌀30 мм сплава A со средним размером зерен 0,4 мкм вырезают цилиндрические заготовки высотой 60 мм. Заготовки нагревают в электрической печи с защитной аргоновой атмосферой до температуры 700oC и осаживают со средней скоростью деформации 5•10-4 с-1 до высоты 10 мм на плоских бойках, подогреваемых индуктором до 700oC. Получают заготовки типа шайб диаметром около 74 мм и высотой 10 мм. Размер зерен в шайбах сохраняется равным 0,4 мкм. Шайбы механически обтачивают до диаметра 72 мм, шлифуют нижнюю и верхнюю плоскости с обеспечением их параллельности, причем с каждой стороны снимают не менее чем 0,5 мм толщины металла. При операциях механической обработки температура нагрева поверхности шайбы не должна превышать 50oC. Поверхности после шлифовки промывают, просушивают и обезжиривают. Из 16-и заготовок диаметром 72 мм и высотой 9 мм, соосно устанавливая одну на другую, собирают блок в виде цилиндра диаметром 72 мм и высотой 144 мм. Для фиксации собранного блока и защиты внутренних соприкасающихся поверхностей заготовок от окисления, осуществляют проварку лазерной сваркой по кольцевой линии стыка заготовок на глубину не более 0,3 мм.Cylindrical billets with a height of 60 mm are cut from a мкм30 mm rod of alloy A with an average grain size of 0.4 μm. The preforms are heated in an electric furnace with a protective argon atmosphere to a temperature of 700 o C and precipitated with an average deformation rate of 5 • 10 -4 s -1 to a height of 10 mm on flat strikers heated by an inductor to 700 o C. Receive washers such as washers with a diameter of about 74 mm and a height of 10 mm. The grain size in the washers is kept equal to 0.4 μm. The washers are machined mechanically to a diameter of 72 mm, the lower and upper planes are ground to ensure their parallelism, and at least 0.5 mm of the metal thickness is removed from each side. During machining operations, the heating temperature of the surface of the washer should not exceed 50 o C. Surfaces after grinding are washed, dried and degreased. From 16 blanks with a diameter of 72 mm and a height of 9 mm, coaxially mounting one on top of another, a block is assembled in the form of a cylinder with a diameter of 72 mm and a height of 144 mm. To fix the assembled unit and protect the internal contacting surfaces of the workpieces from oxidation, laser welding is performed along the annular line of the joint of the workpieces to a depth of not more than 0.3 mm.

Далее блок заготовок нагревают в электрической печи с защитной аргоновой атмосферой до температуры 700oC и осаживают со средней скоростью деформации 5•10-4 с-1 до высоты 20 мм на плоских бойках, подогреваемых индуктором до 700oC. Таким образом получают заготовку диаметром около 192 мм и высотой 20 мм. Размер зерен при этом сохраняется равным 0,4 мкм по всему объему заготовки, поры в зонах твердофазного соединения металлографически не обнаруживаются.Next, the block of preforms is heated in an electric furnace with a protective argon atmosphere to a temperature of 700 o C and precipitated with an average deformation rate of 5 • 10 -4 s -1 to a height of 20 mm on flat strikers heated by an inductor to 700 o C. Thus, a preform with a diameter of about 192 mm and a height of 20 mm. In this case, the grain size remains equal to 0.4 μm over the entire volume of the preform; pores in the zones of the solid-phase compound are not metallographically detected.

Аналогичным образом, продолжая процесс, можно получить заготовку типа диска или шайбы с субмикрокристаллической структурой практически любого габарита требуемого на существующий уровень развития промышленности, используя имеющиеся в промышленности нагревательное и прессовое оборудование. Similarly, continuing the process, it is possible to obtain a blank like a disk or washer with a submicrocrystalline structure of almost any size required for the existing level of industrial development, using the heating and press equipment available in the industry.

Пример 14. Example 14

Из прутка ⌀50 мм сплава C со средним размером зерен 2 мкм вырезают цилиндрические заготовки высотой 100 мм. Заготовки нагревают в электрической печи с защитной аргоновой атмосферой до температуры 700oC и осаживают со средней скоростью деформации 5•10-4 с-1 до высоты 10 мм на плоских бойках, подогреваемых индуктором до 700oC. Получают заготовки диаметром около 158 мм и высотой 10 мм. Размер зерен в шайбах сохраняется равным 2 мкм. Шайбы механически обтачивают до диаметра 156 мм, шлифуют нижнюю и верхнюю плоскости с обеспечением их параллельности, причем с каждой стороны снимают не менее, чем 0,5 мм толщины металла. При операциях механической обработки температура нагрева обрабатываемой поверхности не должна превышать 50oC. Поверхности после шлифовки тщательно промывают, просушивают и обезжиривают.Cylindrical billets with a height of 100 mm are cut from a ⌀50 mm rod of alloy C with an average grain size of 2 μm. The billets are heated in an electric furnace with a protective argon atmosphere to a temperature of 700 o C and precipitated with an average deformation rate of 5 • 10 -4 s -1 to a height of 10 mm on flat strikers heated by an inductor to 700 o C. Receive billets with a diameter of about 158 mm and 10 mm high. The grain size in the washers is kept equal to 2 μm. The washers are machined mechanically to a diameter of 156 mm, the lower and upper planes are ground to ensure their parallelism, and at least 0.5 mm of the metal thickness is removed from each side. During machining operations, the heating temperature of the treated surface should not exceed 50 o C. The surfaces after grinding are thoroughly washed, dried and degreased.

Из 34-х заготовок диаметром 156 мм и высотой 9 мм, соосно устанавливая одну на другую, собирают блок в виде цилиндра диаметром 156 мм и высотой 306 мм. Сборку осуществляют непосредственно на нижнем плоском бойке, установленном на гидравлическом 1600-тонном прессе. После окончания сборки блок стягивают опусканием верхнего плоского бойка. Усилие сжатия не превышает 10 тонн. Индуктором нагревают бойки совместно с блоком заготовок в аргоновой атмосфере до температуры 700oC и затем осаживают со средней скоростью деформации 5•10-4 с-1 до высоты 30 мм. Для снижения коэффициента трения и защиты от залипания рабочие поверхности плоских бойков из сплава ЖС6-У предварительно покрывают тонким слоем нитрида бора. Таким образом получают заготовку типа диска диаметром около 498 мм и высотой 30 мм. Размер зерен в полученной заготовке сохраняется равным 2 мкм по всему объему, поры в зонах твердофазного соединения металлографически не обнаруживаются.From 34 blanks with a diameter of 156 mm and a height of 9 mm, coaxially mounting one on the other, a block is assembled in the form of a cylinder with a diameter of 156 mm and a height of 306 mm. The assembly is carried out directly on the lower flat head mounted on a 1600-ton hydraulic press. After assembly, the block is pulled together by lowering the upper flat striker. The compression force does not exceed 10 tons. The inductors heat the strikers together with the block of preforms in an argon atmosphere to a temperature of 700 o C and then precipitate with an average strain rate of 5 • 10 -4 s -1 to a height of 30 mm. To reduce the coefficient of friction and to prevent sticking, the working surfaces of the flat dies from the ZhS6-U alloy are preliminarily coated with a thin layer of boron nitride. Thus, a blank of the disk type is obtained with a diameter of about 498 mm and a height of 30 mm. The grain size in the obtained preform remains equal to 2 μm throughout the volume, pores in the zones of the solid-phase compound are not detected metallographically.

Аналогичным образом, продолжая процесс, можно получить заготовку типа диска с регламентированной структурой практически любого габарита, требуемого на существующий уровень развития промышленности, используя имеющиеся в промышленности нагревательное и прессовое оборудование. Similarly, continuing the process, it is possible to obtain a blank type of a disk with a regulated structure of almost any size required for the current level of industrial development, using the heating and press equipment available in the industry.

Пример 15. Example 15

Из прутка ⌀20 мм сплава A с субмикрокристаллической микроструктурой со средним размером зерен 0,2 мкм аналогично вышеприведенным примерам изготавливают заготовку типа диска диаметром 300 мм и высотой 50 мм. При этом температура деформации составляет 650oC. Механическим, анодно-механическим или электроискровым методом из этого диска вырезают центральную цилиндрическую часть и получают кольцевую заготовку наружным диаметром 300 мм и внутренним диаметром 100 мм.From a bar ⌀20 mm of alloy A with a submicrocrystalline microstructure with an average grain size of 0.2 μm, a blank of the type of a disk with a diameter of 300 mm and a height of 50 mm is made similarly to the above examples. In this case, the deformation temperature is 650 o C. By the mechanical, anodic-mechanical or electrospark method, a central cylindrical part is cut from this disk and an annular blank is obtained with an outer diameter of 300 mm and an inner diameter of 100 mm.

Из прутка ⌀20 мм сплава C со средним размером зерен 0,5 мкм также аналогично вышеприведенным примерам изготавливают цилиндрическую заготовку диаметром 100 мм в минусовом допуске 0,15 мм и высотой 50 мм, температура деформации при этом составляет 650oC. Из кольцевой заготовки сплава A и цилиндрической заготовки сплава C собирают блок в виде диска диаметром 300 мм и высотой 50 мм путем установки цилиндрической заготовки в центр кольцевой. Перед сборкой блока плоские поверхности заготовок шлифуют, не допуская нагрева выше 50oC. Поверхности после шлифовки промывают, просушивают и обезжиривают. Для защиты внутренних соприкасающихся поверхностей заготовок от окисления после сборки блока осуществляют лазерную сварку по наружной кольцевой линии стыка на обоих плоскостях собранного блока на глубину не более 0,5 мм.From a bar ⌀20 mm of alloy C with an average grain size of 0.5 μm, a cylindrical billet with a diameter of 100 mm in the minus tolerance of 0.15 mm and a height of 50 mm is also made, similarly to the examples above, with a deformation temperature of 650 o C. From the ring billet of the alloy A and a cylindrical billet of alloy C assemble a block in the form of a disk with a diameter of 300 mm and a height of 50 mm by installing a cylindrical billet in the center of the ring. Before assembling the block, the flat surfaces of the workpieces are ground, not allowing heating above 50 o C. The surfaces after grinding are washed, dried and degreased. To protect the internal contacting surfaces of the workpieces from oxidation after assembly of the block, laser welding is performed along the outer ring line of the joint on both planes of the assembled block to a depth of not more than 0.5 mm.

Затем блок заготовок устанавливают на нижнем плоском бойке 1600-тонного гидравлического пресса. Прижимают его опусканием верхнего плоского бойка. Усилие сжатия не превышает 10 тонн. Индуктором нагревают бойки совместно с блоком заготовок в аргоновой атмосфере до температуры 650oC и осаживают со средней скоростью деформации 5•10-4 с-1 до высоты 25 мм. Для снижения коэффициента трения и защиты от залипания рабочие поверхности бойков предварительно покрывают тонким слоем нитрида бора. Таким образом получают монолитный полуфабрикат диска диаметром 424 мм и высотой 25 мм, центральная часть которого представляется сплавом C с размером зерен 0,5 мкм, а обод - сплавом A с размером зерен 0,2 мкм.The block of blanks is then mounted on the lower flat striker of a 1600-ton hydraulic press. Press it by lowering the upper flat striker. The compression force does not exceed 10 tons. The inductor is used to heat the strikers together with the block of preforms in an argon atmosphere to a temperature of 650 o C and precipitate with an average deformation rate of 5 • 10 -4 s -1 to a height of 25 mm. To reduce the coefficient of friction and protect against sticking, the working surfaces of the strikers are pre-coated with a thin layer of boron nitride. In this way, a monolithic semi-finished disk with a diameter of 424 mm and a height of 25 mm is obtained, the central part of which is represented by alloy C with a grain size of 0.5 μm, and the rim - alloy A with grain size of 0.2 μm.

Пример 16. Example 16

Согласно ранее приведенным примерам, из сплава A сверхпластической деформацией при температуре 900oC изготавливают цилиндрические шайбы диаметром 350 мм и высотой 70 мм с размером зерен 3 мкм. Из прутка ⌀20 мм этого же сплава, имеющего размер зерен 0,2 мкм, сверхпластической деформацией при 650oC, затем осадкой и прокаткой, механической обработкой изготавливают листовые заготовки диаметром 350 мм, толщиной 1 мм.According to the above examples, cylindrical washers with a diameter of 350 mm and a height of 70 mm with a grain size of 3 μm are made of alloy A by superplastic deformation at a temperature of 900 ° C. From a bar ⌀20 mm of the same alloy having a grain size of 0.2 μm, superplastic deformation at 650 o C, then by upsetting and rolling, machining, sheet blanks with a diameter of 350 mm, 1 mm thick are made.

Далее, между каждыми цилиндрическими шайбами, соосно устанавливаемыми одна на другую, укладывают листовую заготовку. Таким образом собирают блок в виде цилиндра диаметром 350 мм и высотой 354 мм. Перед сборкой блока плоские поверхности заготовок шлифуют, не допуская нагрева выше 50oC. Поверхности после шлифовки промывают, просушивают и обезжиривают. Сборку осуществляют непосредственно на нижнем плоском бойке, установленном на гидравлическом 1600-тонном прессе. После окончания сборки блок стягивают опусканием верхнего плоского бойка. Усилие сжатия не превышает 10 тонн. Индуктором нагревают бойки совместно с блоком заготовок в аргоновой атмосфере до температуры 650oC и осаживают до высоты 351 мм, обеспечивая среднюю скорость деформации в прокладках из листовых заготовок 5•10-4 с-1. Для снижения коэффициента трения и защиты от залипания рабочие поверхности бойков предварительно покрывают тонким слоем нитрида бора. Таким образом получают монолитную цилиндрическую заготовку диаметром 350 мм и высотой 351 мм.Next, between each cylindrical washer coaxially mounted on top of one another, a sheet blank is laid. In this way, a block is assembled in the form of a cylinder with a diameter of 350 mm and a height of 354 mm. Before assembling the block, the flat surfaces of the workpieces are ground, not allowing heating above 50 o C. The surfaces after grinding are washed, dried and degreased. The assembly is carried out directly on the lower flat head mounted on a 1600-ton hydraulic press. After assembly, the block is pulled together by lowering the upper flat striker. The compression force does not exceed 10 tons. The inductors heat the strikers together with the block of preforms in an argon atmosphere to a temperature of 650 o C and precipitate to a height of 351 mm, providing an average deformation rate in strips of sheet preforms of 5 • 10 -4 s -1 . To reduce the coefficient of friction and protect against sticking, the working surfaces of the strikers are pre-coated with a thin layer of boron nitride. Thus, a monolithic cylindrical billet with a diameter of 350 mm and a height of 351 mm is obtained.

Используя две такие заготовки и установив между ними еще раз прокладку из листовой заготовки, аналогичным образом после осадки на 0,8 мм получают монолитную цилиндрическую заготовку удвоенной длины. При этом используют локальный нагрев индуктором только блока заготовок без обязательного нагрева бойков. Для устранения разнозернистости, вызванной наличием в заготовке субмикрокристаллических зерен от листовых прокладок, заготовку отжигают при температуре 900oC. После такой обработки полученная прутковая заготовка диаметром 350 мм имеет однородную микрокристаллическую структуру с размером зерен 3 мкм.Using two such blanks and installing between them once again a gasket from a sheet blank, in the same way, after upsetting by 0.8 mm, a monolithic cylindrical blank of double length is obtained. In this case, local heating by the inductor of only the block of blanks is used without mandatory heating of the strikers. To eliminate the heterogeneity caused by the presence of submicrocrystalline grains from the sheet gaskets, the preform is annealed at a temperature of 900 o C. After this treatment, the resulting bar stock with a diameter of 350 mm has a uniform microcrystalline structure with a grain size of 3 μm.

Claims (42)

1. Способ обработки титановых сплавов с коэффициентом β-стабилизации Kβ < 1,4, включающий нагрев исходной заготовки и ее деформацию в нагретом инструменте, отличающийся тем, что деформацию осуществляют при 400oС...Тпп, где Тпп - температура полного полиморфного превращения, при этом количество и температуру этапов деформирования задают, исходя из размеров зерен в исходной заготовке do, требуемого конечного размера зерен dк и соответствующей последнему температуры Тк, следующим образом: экспериментально определяют зависимость размера рекристаллизованных зерен от температуры деформации d = f(T) в указанном интервале температур, последний делят на два участка, границу между которыми устанавливают по температуре Т*, соответствующей размеру зерен d*, определяемому из соотношения lg(do/d*) = 2,4 - 2,6, и, если температура деформации Тк находится в интервале (Т*...Тпп), деформацию осуществляют за один этап, если в интервале (400oС...Т*), - за нескольго этапов.1. A method of processing titanium alloys with a β-stabilization coefficient Kβ <1.4, including heating the initial billet and its deformation in a heated tool, characterized in that the deformation is carried out at 400 o C ... T pp , where T pp is the temperature of the full polymorphic transformation, the number of stages of deformation and the temperature is set, based on the grain size in the original preform d o, the desired final grain size d to the last and corresponding to the temperature T, as follows: the experimentally determined dependence of the size of rivers istallizovannyh grains temperature deformation d = f (T) in the specified temperature range, the latter is divided into two portions, the boundary between which is set at the temperature T * corresponding grain size d *, determined from lg ratio (d o / d *) = 2 , 4 - 2.6, and if the deformation temperature T k is in the range (T * ... T pp ), the deformation is carried out in one step, if in the interval (400 o C ... T * ), in a few stages. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, при проведении деформации в несколько этапов количество и температуру этапов определяют путем последовательного прибавления к температуре Тк разности температур между этапами, определяемой по кривой d = f(Т) как величину, обеспечивающую уменьшение в размерах зерен на этапах в 2 - 10 раз, пока температура деформации не превысит или не станет равной Т*, причем деформацию на этапе осуществляют со степенью с не менее 0,6, а нагрев на последующем этапе проводят до температуры, не превышающей температуру деформации предыдущего этапа.2. The method according to claim 1, characterized in that when the deformation is carried out in several stages, the number and temperature of the steps is determined by successively adding to the temperature T to the temperature difference between the steps, determined by the curve d = f (T) as a value that provides a decrease in size grains in stages 2 to 10 times until the deformation temperature exceeds or becomes equal to T * , and the deformation in the stage is carried out with a degree of at least 0.6, and the heating in the next step is carried out to a temperature not exceeding the deformation temperature previous stage. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что по крайней мере после первого этапа деформации заготовку охлаждают до комнатной температуры со скоростью 5...100oС/с.3. The method according to claim 2, characterized in that at least after the first stage of deformation, the workpiece is cooled to room temperature at a speed of 5 ... 100 o C / s. 4. Способ по п.2 отличающийся тем, что деформацию внутри этапа проводят с суммарной степенью деформации
Figure 00000006

где dn - размер зерен перед началом n-го этапа;
Тпл - температура плавления материала заготовки в градусах Кельвина;
Тn - температура n-го этапа в градусах Кельвина;
а - коэффициент, принимающий значения: а = 1 при dn ≥ 10 мкм, а = 1,5 при 1 мкм ≤ dn < 10 мкм, а = 2 при 0,5 мкм ≤ dn < 1 мкм, а = 3 при dn < 0,5 мкм.
4. The method according to claim 2, characterized in that the deformation inside the stage is carried out with a total degree of deformation
Figure 00000006

where d n is the grain size before the beginning of the nth stage;
T PL - the melting temperature of the workpiece material in degrees Kelvin;
T n is the temperature of the n-th stage in degrees Kelvin;
a is a coefficient taking values: a = 1 for d n ≥ 10 μm, a = 1.5 for 1 μm ≤ d n <10 μm, and = 2 at 0.5 μm ≤ d n <1 μm, a = 3 with d n <0.5 μm.
5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что деформацию на этапе осуществляют за несколько переходов при температуре этапа. 5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the deformation at the stage is carried out in several transitions at the temperature of the stage. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что по крайней мере между первым и вторым переходами заготовку охлаждают до комнатной температуры со скоростью 5 - 100oС/с.6. The method according to claim 5, characterized in that at least between the first and second transitions, the workpiece is cooled to room temperature at a rate of 5-100 o C / s. 7. Способ по п.5 отличающийся тем, что после каждого перехода осуществляют поворот осей деформирования на 45 - 90o.7. The method according to claim 5, characterized in that after each transition, the deformation axes are rotated by 45 - 90 ° . 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что количество переходов на заключительном этапе выбирают не менее четырех, при этом поворот оси деформирования осуществляют в одной плоскости. 8. The method according to claim 7, characterized in that the number of transitions at the final stage is chosen at least four, while the rotation of the axis of deformation is carried out in one plane. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что деформацию осуществляют в интервале скоростей 10-4 - 10-2 с-1.9. The method according to claim 1, characterized in that the deformation is carried out in the range of speeds 10 -4 - 10 -2 s -1 . 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру деформации корректируют с учетом объема полуфабриката умножением на коэффициент, принимающий значение 0,98 для объема до 1 дм3, 0,97 для объема от 1 до 10 дм3 и 0,95 для объема более 10 дм3.10. The method according to claim 1, characterized in that the deformation temperature is adjusted taking into account the volume of the semi-finished product by multiplying by a coefficient assuming a value of 0.98 for a volume of up to 1 dm 3 , 0.97 for a volume of 1 to 10 dm 3 and 0.95 for a volume of more than 10 dm 3 . 11. Способ по п.2, отличающийся тем, что заготовку с размером β-превращенного зерна более 2000 мкм перед первым этапом подвергают предварительной деформации при температуре выше Тпп + (10...50oС) и при выборе режима основной обработки за исходный считают полученный размер зерен.11. The method according to claim 2, characterized in that the preform with a β-transformed grain size of more than 2000 μm before the first stage is subjected to preliminary deformation at a temperature above T PP + (10 ... 50 o C) and when choosing the main processing mode for The initial is considered to be the obtained grain size. 12. Способ по п.2, отличающийся тем, что заготовку с размером β-превращенного зерна более 2000 мкм перед первым этапом подвергают предварительной деформации со степенью не менее 0,3 и скоростью в интервале 10-2 - 10-3 с-1 при температуре деформации Тпп - (30...50oС) и последующему нагреву до температуры Тпп + (20...70oС) и при выборе режима основной обработки за исходный считают полученный размер зерен.12. The method according to claim 2, characterized in that the preform with a β-transformed grain size of more than 2000 μm before the first stage is subjected to preliminary deformation with a degree of not less than 0.3 and a speed in the range of 10 -2 - 10 -3 s -1 at the strain temperature T PP - (30 ... 50 o C) and subsequent heating to a temperature T PP + (20 ... 70 o C) and when choosing the main processing mode, the obtained grain size is considered as the initial one. 13. Способ по любому из пп.1, 2, 11 и 12, отличающийся тем, что заготовку непосредственно перед деформацией нагревают до температуры Тпп - (20... 70oС) и охлаждают до комнатной температуры со скоростью 5...100oС/с.13. The method according to any one of claims 1, 2, 11 and 12, characterized in that the preform is heated immediately before deformation to a temperature T pp - (20 ... 70 o C) and cooled to room temperature at a speed of 5 ... 100 o C / s. 14. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед деформацией осуществляют проведение термоциклической обработки в температурном интервале 500...Тпп с числом циклов 1 - 5.14. The method according to claim 1, characterized in that before deformation, thermocyclic treatment is carried out in the temperature range 500 ... T pp with the number of cycles 1 to 5. 15. Способ по п.1, отличающийся тем, что деформацию заготовки осуществляют в штамповом инструменте, нагретом на 10...50oС выше температуры нагрева деформируемого сплава.15. The method according to claim 1, characterized in that the deformation of the workpiece is carried out in a stamping tool heated to 10 ... 50 o With above the heating temperature of the wrought alloy. 16. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что осуществляют формообразование полуфабриката заданной формы из заготовки при температуре не ниже температуры заключительного этапа деформации заготовки. 16. The method according to claim 1 or 2, characterized in that they carry out the shaping of the semi-finished product of a given shape from the workpiece at a temperature not lower than the temperature of the final stage of deformation of the workpiece. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что деформацию для формообразования осуществляют в состоянии сверхпластичности. 17. The method according to clause 16, characterized in that the deformation for shaping is carried out in a state of superplasticity. 18. Способ по п.16 или 17, отличающийся тем, что деформацию осуществляют с использованием схемы локального деформирования. 18. The method according to clause 16 or 17, characterized in that the deformation is carried out using a local deformation scheme. 19. Способ по п.2, отличающийся тем, что собирают блок из заготовок, при сборке блока обеспечивают их прилегание без зазоров и осуществляют осадку блока при скорости 10-5 ... 10-2 со степенью деформации не менее 0,2 в температурном интервале 400oС. ..Тпп, при этом температуру осадки выбирают не ниже температуры заключительного этапа деформации заготовки с максимальным размером зерен.19. The method according to claim 2, characterized in that the block is assembled from blanks, during assembly of the block they are secured without gaps and the block is upset at a speed of 10 -5 ... 10 -2 with a degree of deformation of at least 0.2 in temperature the range of 400 o C. ..T PP , while the temperature of the precipitate is chosen not lower than the temperature of the final stage of deformation of the workpiece with a maximum grain size. 20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что собирают блок заготовок из сплавов с разным химическим составом и соответственно с различными температурами заключительного этапа деформации заготовок, при этом температуру осадки блока выбирают не ниже наибольшей из указанных температур. 20. The method according to p. 19, characterized in that the assembled block of billets from alloys with different chemical compositions and, correspondingly, with different temperatures of the final stage of deformation of the billets, while the temperature of the settlement of the block is chosen not lower than the highest of these temperatures. 21. Способ по п.2, отличающийся тем, что собирают блок по крайней мере из двух заготовок, между ними устанавливают заготовку в виде прокладки из того же материала с размером зерен (d) на порядок меньше, чем в заготовках, а толщину прокладки выбирают не менее 10 d и осуществляют осадку блока при скорости 10-5 ... 10-2 со степенью деформации не менее 0,2 в температурном интервале 400oС...Тпп, при этом температуру осадки выбирают не ниже температуры заключительного этапа деформации, при которой получен размер зерен прокладки.21. The method according to claim 2, characterized in that the assembly of at least two blanks is assembled, a blank is installed between them in the form of a gasket of the same material with a grain size (d) of an order of magnitude smaller than in the blanks, and the thickness of the gasket is selected at least 10 d and carry out the settlement of the block at a speed of 10 -5 ... 10 -2 with a degree of deformation of at least 0.2 in the temperature range of 400 o C ... T pp , while the temperature of the precipitation is chosen not lower than the temperature of the final stage of deformation at which the grain size of the gasket is obtained. 22. Способ обработки титановых сплавов с коэффициентом β-стабилизации Kβ ≥ 1,4, включающий нагрев исходной заготовки и ее деформацию в нагретом инструменте, отличающийся тем, что деформацию осуществляют при 400oС...Тпп, где Тпп - температура полного полиморфного превращения, при этом количество и температуру этапов деформирования задают, исходя из размеров зерен в исходной заготовке dо, требуемого конечного размера зерен dк и соответствующей последнему температуры Тк, следующим образом: экспериментально определяют зависимость размера рекристаллизованных зерен от температуры деформации d = f(Т) в указанном интервале температур, последний делят на два участка, границу между которыми устанавливают по температуре Т*, соответствующей размеру зерен d*, определяемому из соотношения lg(do/d*) = 1,8...2, и, если температура деформации Тк находится в интервале (Т*Тпп), деформацию осуществляют за один этап, если в интервале (400oС...Т*), - за несколько этапов.22. A method for processing titanium alloys with a β-stabilization coefficient Kβ ≥ 1.4, including heating the initial billet and its deformation in a heated tool, characterized in that the deformation is carried out at 400 o С ... T pp , where T pp is the temperature of the full polymorphic transformation, the number of stages of deformation and the temperature is set, based on the grain size in the original preform of d, the required final grain size d to the last and corresponding to the temperature T, as follows: the experimentally determined dependence of the size p crystallized grains of deformation temperature d = f (T) in the specified temperature range, the latter is divided into two portions, the boundary between which is set at the temperature T * corresponding grain size d *, determined from the ratio of lg (d o / d *) = 1 , 8 ... 2, and if the deformation temperature T k is in the range (T * T pp ), the deformation is carried out in one step, if in the range (400 o C ... T * ), in several stages. 23. Способ по п.22, отличающийся тем, что при проведении деформации в несколько этапов количество и температуру этапов определяют путем последовательного прибавления к температуре Тк разности температур между этапами, определяемой по кривой d = f(Т) как величину, обеспечивающую уменьшение в размерах зерен на этапах в 2 - 10 раз, пока температура деформации не превысит или не станет равной Т*, причем деформацию на этапе осуществляют со степенью е не менее 0,6, а нагрев на последующем этапе проводят до температуры, не превышающей температуру деформации предыдущего этапа.23. The method according to p. 22, characterized in that when the deformation is carried out in several stages, the number and temperature of the steps is determined by successively adding to the temperature T to the temperature difference between the steps, determined by the curve d = f (T) as a value that provides a decrease in grain sizes at stages 2 to 10 times, until the deformation temperature exceeds or becomes equal to T * , moreover, the deformation at the stage is carried out with a degree of e not less than 0.6, and the heating at the next stage is carried out to a temperature not exceeding the deformation temperature The previous phase. 24. Способ по п.23, отличающийся тем, что по крайней мере после первого этапа деформации заготовку охлаждают до комнатной температуры со скоростью 5...100oС/с.24. The method according to item 23, wherein at least after the first stage of deformation, the workpiece is cooled to room temperature at a speed of 5 ... 100 o C / s. 25. Способ по п.23, отличающийся тем, что деформацию внутри этапа проводят с суммарной степенью деформации
Figure 00000007

где dn - размер зерен перед началом n-го этапа;
Тn - температура n-го этапа в градусах Кельвина;
Tпл - температура плавления материала заготовки в градусах Кельвина;
а - коэффициент, принимающий значения: а = 1 при dn ≥ 10 мкм, а = 1,5 при 1 мкм ≤ dn <10 мкм, а = 2 при 0,5 мкм ≤ dn <1 мкм, а = 3 при dn <0,5 мкм.
25. The method according to item 23, wherein the deformation inside the stage is carried out with a total degree of deformation
Figure 00000007

where d n is the grain size before the beginning of the nth stage;
T n is the temperature of the n-th stage in degrees Kelvin;
T PL - the melting temperature of the workpiece material in degrees Kelvin;
a is a coefficient taking values: a = 1 for d n ≥ 10 μm, a = 1.5 for 1 μm ≤ d n <10 μm, and = 2 at 0.5 μm ≤ d n <1 μm, a = 3 with d n <0.5 μm.
26. Способ по п. 22 или 23, отличающийся тем, что деформацию на этапе осуществляют за несколько переходов при температуре этапа. 26. The method according to p. 22 or 23, characterized in that the deformation at the stage is carried out in several transitions at the temperature of the stage. 27. Способ по п.26, отличающийся тем, что по крайней мере между первым и вторым переходами заготовку охлаждают до комнатной температуры со скоростью 5...100oС/с.27. The method according to p. 26, characterized in that at least between the first and second transitions, the workpiece is cooled to room temperature at a speed of 5 ... 100 o C / s. 28. Способ по п.26, отличающийся тем, что после каждого перехода осуществляют поворот осей деформирования на 45 - 90o.28. The method according to p. 26, characterized in that after each transition, the axis of deformation is rotated by 45 - 90 o . 29. Способ по п.28, отличающийся тем, что количество переходов на заключительном этапе выбирают не менее четырех, при этом поворот оси деформирования осуществляют в одной плоскости. 29. The method according to p. 28, characterized in that the number of transitions at the final stage is chosen at least four, while the rotation of the axis of deformation is carried out in one plane. 30. Способ по п.22, отличающийся тем, что деформацию осуществляют в интервале скоростей 10-4 - 10-2 c-1.30. The method according to item 22, wherein the deformation is carried out in the range of speeds 10 -4 - 10 -2 s -1 . 31. Способ по п.22, отличающийся тем, что температуру деформации корректируют с учетом объема полуфабриката умножением на коэффициент, принимающий значение 0,98 для объема до 1 дм3, 0,97 для объема от 1 до 10 дм3 и 0,95 для объема более 10 дм3.31. The method according to item 22, wherein the strain temperature is adjusted taking into account the volume of the semi-finished product by multiplying by a coefficient assuming a value of 0.98 for a volume of up to 1 dm 3 , 0.97 for a volume of 1 to 10 dm 3 and 0.95 for a volume of more than 10 dm 3 . 32. Способ по п.23, отличающийся тем, что заготовку с размером β-превращенного зерна более 2000 мкм перед первым этапом подвергают предварительной деформации при температуре выше Тпп + (10...50oС) и при выборе режима основной обработки за исходный считают полученный размер зерен.32. The method according to item 23, wherein the preform with a β-transformed grain size of more than 2000 μm before the first stage is subjected to preliminary deformation at a temperature above T PP + (10 ... 50 o C) and when choosing the main processing mode for The initial is considered to be the obtained grain size. 33. Способ по п.23, отличающийся тем, что заготовку с размером β-превращенного зерна более 2000 мкм перед первым этапом подвергают предварительной деформации со степенью не менее 0,3 и скоростью в интервале 10-2 - 103 c-1 при температуре деформации Тпп - (30...50oС) и последующему нагреву до температуры Тпп + (20...70oС) и при выборе режима основной обработки за исходный считают полученный размер зерен.33. The method according to item 23, wherein the preform with a β-transformed grain size of more than 2000 μm before the first stage is subjected to preliminary deformation with a degree of not less than 0.3 and a speed in the range of 10 -2 - 10 3 s -1 at a temperature deformation T PP - (30 ... 50 o C) and subsequent heating to a temperature T PP + (20 ... 70 o C) and when choosing the main processing mode, the obtained grain size is considered as the initial one. 34. Способ по любому из пп.22, 23, 32 и 33, отличающийся тем, что заготовку непосредственно перед деформацией нагревают до температуры Тпп + (20.. .70oС) и охлаждают до комнатной температуры со скоростью 5...100oС/с.34. The method according to any one of paragraphs.22, 23, 32 and 33, characterized in that the preform is heated immediately before deformation to a temperature T pp + (20 ... 70 ° C) and cooled to room temperature at a speed of 5 ... 100 o C / s. 35. Способ по п.22, отличающийся тем, что перед деформацией осуществляют проведение термоциклической обработки в температурном интервале 500...Тпп с числом циклов 1 - 5.35. The method according to p. 22, characterized in that before deformation, thermocyclic treatment is carried out in the temperature range 500 ... T pp with the number of cycles 1 to 5. 36. Способ по п.22, отличающийся тем, что деформацию заготовки осуществляют в штамповом инструменте, нагретом на 10...50oС выше температуры нагрева деформируемого сплава.36. The method according to p. 22, characterized in that the deformation of the workpiece is carried out in a stamping tool heated to 10 ... 50 o With above the heating temperature of the wrought alloy. 37. Способ по п.22 или 23, отличающийся тем, что осуществляют формообразование полуфабриката заданной формы из заготовки при температуре не ниже температуры заключительного этапа деформации заготовки. 37. The method according to item 22 or 23, characterized in that they carry out the shaping of the semi-finished product of a given shape from the workpiece at a temperature not lower than the temperature of the final stage of deformation of the workpiece. 38. Способ по п.37, отличающийся тем, что деформацию для формообразования осуществляют в состоянии сверхпластичности. 38. The method according to clause 37, wherein the deformation for shaping is carried out in a state of superplasticity. 39. Способ по п.37 или 38, отличающийся тем, что деформацию осуществляют с использованием схемы локального деформирования. 39. The method according to clause 37 or 38, characterized in that the deformation is carried out using a local deformation scheme. 40. Способ по п.23, отличающийся тем, что собирают блок из заготовок, при сборе блока обеспечивают их прилегание без зазоров и осуществляют осадку блока при скорости 10-5...10-2 со степенью деформации не менее 0,2 в температурном интервале 400oС. ..Тпп, при этом температуру осадки выбирают не ниже температуры заключительного этапа деформации заготовки с максимальным размером зерен.40. The method according to item 23, wherein the block is assembled from blanks, during assembly of the block they are secured without gaps and the block is upset at a speed of 10 -5 ... 10 -2 with a degree of deformation of at least 0.2 in temperature the range of 400 o C. ..T PP , while the temperature of the precipitate is chosen not lower than the temperature of the final stage of deformation of the workpiece with a maximum grain size. 41. Способ по п. 40, отличающийся тем, что собирают блок заготовок из сплавов с разным химическим составом и соответственно с различными температурами заключительного этапа деформации заготовок, при этом температуру осадки блока выбирают не ниже наибольшей из указанных температур. 41. The method according to p. 40, characterized in that the assembled block of billets from alloys with different chemical composition and, accordingly, with different temperatures of the final stage of deformation of the billets, while the temperature of the block precipitation is chosen not lower than the highest of these temperatures. 42. Способ по п.23, отличающийся тем, что собирают блок по крайней мере из двух заготовок, между ними устанавливают заготовку в виде прокладки из того же материала с размером зерен (d) на порядок меньше, чем в заготовках, а толщину прокладки выбирают не менее 10 d и осуществляют осадку блока при скорости 10-5. . . 10-2 со степенью деформации не менее 0,2 в температурном интервале 400oС...Тпп, при этом температуру осадки выбирают не ниже температуры заключительного этапа деформации, при которой получен размер зерен прокладки.42. The method according to item 23, wherein the block is assembled from at least two blanks, a blank is installed between them in the form of a gasket of the same material with a grain size (d) of an order of magnitude smaller than in the blanks, and the thickness of the gasket is selected not less than 10 d and carry out the settlement of the block at a speed of 10 -5 . . . 10 -2 with a degree of deformation of at least 0.2 in the temperature range of 400 o C ... T PP , while the temperature of the precipitation is chosen not lower than the temperature of the final stage of deformation, at which the grain size of the gasket is obtained.
RU96120958A 1996-10-18 1996-10-18 Method of treatment of titanium alloys RU2134308C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96120958A RU2134308C1 (en) 1996-10-18 1996-10-18 Method of treatment of titanium alloys
PCT/US1997/018642 WO1998017836A1 (en) 1996-10-18 1997-10-17 Method of processing titanium alloys and the article
US09/297,111 US6589371B1 (en) 1996-10-18 1999-04-23 Method of processing titanium metal alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96120958A RU2134308C1 (en) 1996-10-18 1996-10-18 Method of treatment of titanium alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96120958A RU96120958A (en) 1999-03-20
RU2134308C1 true RU2134308C1 (en) 1999-08-10

Family

ID=20186815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96120958A RU2134308C1 (en) 1996-10-18 1996-10-18 Method of treatment of titanium alloys

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2134308C1 (en)
WO (1) WO1998017836A1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001081026A2 (en) * 2000-04-19 2001-11-01 Institut Problem Sverkhplastichnosti Metallov Ran Method for processing metal and alloy billets
WO2002077299A2 (en) * 2001-03-22 2002-10-03 Institut Problem Sverkhplastichnosti Metallov Ran Method for producing semifinished products from metals and alloys of a pseudopowder metallurgy
WO2004067110A1 (en) * 2003-01-29 2004-08-12 Limited Liability Company 'special Materials And Technologies' Face for a golf club and method for the production thereof.
WO2006101420A3 (en) * 2005-03-23 2006-12-28 Inst Sverkhplastichnosti Metal Method for producing an article by superplastic shaping and diffusion welding
RU2486275C1 (en) * 2012-05-24 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Method to produce ultra-fine grain blank of gte blade of titanium alloys
RU2586188C1 (en) * 2014-12-04 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Method for intensive plastic deformation by torsion under high pressure with step-by-step heating
RU2709568C1 (en) * 2016-04-22 2019-12-18 Арконик Инк. Improved finishing methods of extruded titanium articles

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2196189C2 (en) * 2001-03-11 2003-01-10 Институт проблем сверхпластичности металлов РАН Method of working, mainly, large-sized blanks from (alpha+betta)-titanium alloys
US8562664B2 (en) 2001-10-25 2013-10-22 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Manufacture of fine-grained material for use in medical devices
US7008491B2 (en) 2002-11-12 2006-03-07 General Electric Company Method for fabricating an article of an alpha-beta titanium alloy by forging
US20040221929A1 (en) 2003-05-09 2004-11-11 Hebda John J. Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby
US7837812B2 (en) 2004-05-21 2010-11-23 Ati Properties, Inc. Metastable beta-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging
RU2320771C1 (en) * 2006-07-06 2008-03-27 Институт проблем сверхпластичности металлов РАН Method for manufacturing of semi-finished sheet product from titanium alloy
US10053758B2 (en) 2010-01-22 2018-08-21 Ati Properties Llc Production of high strength titanium
US9255316B2 (en) 2010-07-19 2016-02-09 Ati Properties, Inc. Processing of α+β titanium alloys
US9206497B2 (en) 2010-09-15 2015-12-08 Ati Properties, Inc. Methods for processing titanium alloys
US8613818B2 (en) 2010-09-15 2013-12-24 Ati Properties, Inc. Processing routes for titanium and titanium alloys
US10513755B2 (en) 2010-09-23 2019-12-24 Ati Properties Llc High strength alpha/beta titanium alloy fasteners and fastener stock
US8652400B2 (en) 2011-06-01 2014-02-18 Ati Properties, Inc. Thermo-mechanical processing of nickel-base alloys
US9050647B2 (en) 2013-03-15 2015-06-09 Ati Properties, Inc. Split-pass open-die forging for hard-to-forge, strain-path sensitive titanium-base and nickel-base alloys
UA115157C2 (en) * 2012-12-14 2017-09-25 ЕйТіАй ПРОПЕРТІЗ, ЕлЕлСі Methods for processing titanium alloys
US9869003B2 (en) 2013-02-26 2018-01-16 Ati Properties Llc Methods for processing alloys
US9192981B2 (en) 2013-03-11 2015-11-24 Ati Properties, Inc. Thermomechanical processing of high strength non-magnetic corrosion resistant material
US9777361B2 (en) 2013-03-15 2017-10-03 Ati Properties Llc Thermomechanical processing of alpha-beta titanium alloys
US11111552B2 (en) 2013-11-12 2021-09-07 Ati Properties Llc Methods for processing metal alloys
US10094003B2 (en) 2015-01-12 2018-10-09 Ati Properties Llc Titanium alloy
US10502252B2 (en) 2015-11-23 2019-12-10 Ati Properties Llc Processing of alpha-beta titanium alloys
CN109609894A (en) * 2018-11-21 2019-04-12 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 A kind of annealing process reducing titanium alloy component ionic nitriding deformation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT391882B (en) * 1987-08-31 1990-12-10 Boehler Gmbh METHOD FOR HEAT TREATING ALPHA / BETA TI ALLOYS AND USE OF A SPRAYING DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
FR2676460B1 (en) * 1991-05-14 1993-07-23 Cezus Co Europ Zirconium PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A TITANIUM ALLOY PIECE INCLUDING A MODIFIED HOT CORROYING AND A PIECE OBTAINED.

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001081026A2 (en) * 2000-04-19 2001-11-01 Institut Problem Sverkhplastichnosti Metallov Ran Method for processing metal and alloy billets
WO2001081026A3 (en) * 2000-04-19 2007-11-08 Inst Sverkhplastichnosti Metal Method for processing metal and alloy billets
WO2002077299A2 (en) * 2001-03-22 2002-10-03 Institut Problem Sverkhplastichnosti Metallov Ran Method for producing semifinished products from metals and alloys of a pseudopowder metallurgy
WO2002077299A3 (en) * 2001-03-22 2002-11-14 Inst Sverkhplastichnosti Metal Method for producing semifinished products from metals and alloys of a pseudopowder metallurgy
WO2004067110A1 (en) * 2003-01-29 2004-08-12 Limited Liability Company 'special Materials And Technologies' Face for a golf club and method for the production thereof.
WO2006101420A3 (en) * 2005-03-23 2006-12-28 Inst Sverkhplastichnosti Metal Method for producing an article by superplastic shaping and diffusion welding
RU2486275C1 (en) * 2012-05-24 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Method to produce ultra-fine grain blank of gte blade of titanium alloys
RU2586188C1 (en) * 2014-12-04 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Method for intensive plastic deformation by torsion under high pressure with step-by-step heating
RU2709568C1 (en) * 2016-04-22 2019-12-18 Арконик Инк. Improved finishing methods of extruded titanium articles

Also Published As

Publication number Publication date
WO1998017836A1 (en) 1998-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2134308C1 (en) Method of treatment of titanium alloys
US3519503A (en) Fabrication method for the high temperature alloys
EP0248757B1 (en) Nickel base superalloy articles and method for making
JP6023605B2 (en) Sputtering target and its forming method by rotary / shaft forging
CN101927312B (en) Method for processing TC4 titanium alloy into forged rings
EP1382706A1 (en) Isothermal forging of nickel-base superalloys in air
JPH03140447A (en) Forging of microcrystalline titanium powder and method of its manufacture
WO2001044536A2 (en) Sputtering targets and method of making same
RU96120958A (en) METHOD FOR PROCESSING TITANIUM ALLOYS
US5571345A (en) Thermomechanical processing method for achieving coarse grains in a superalloy article
CN112048690B (en) Thermomechanical treatment method for controlling TiAl alloy fine grain structure
Moaref et al. Microstructural evaluation and tribological properties of underwater friction stir processed CP-copper and its alloy
Li et al. Study on grain refinement of copper-based liner by vacuum gradient heat treatment process using response surface methodology
Semiatin et al. Plastic flow and microstructure evolution during thermomechanical processing of laser-deposited Ti-6Al-4V preforms
US6589371B1 (en) Method of processing titanium metal alloys
US5447580A (en) Rapid heat treatment of nonferrous metals and alloys to obtain graded microstructures
JPH03193850A (en) Production of titanium and titanium alloy having fine acicular structure
EP0725157B1 (en) Processing of alloys and products so produced
Yong et al. Hot deformation behavior and related microstructure evolution in Au− Sn eutectic multilayers
RU2164263C2 (en) METHOD OF PROCESSING THE BLANKS FROM γ+α2 HYPEREUTECTOID ALLOYS
RU2164180C2 (en) PROCESS FOR ROLLING BILLETS OF HYPEREUTECTOID γ+α2-ALLOYS AND METHOD FOR MAKING BILLETS FOR SUCH PROCESS
Neminathan et al. Development of ring forgings in Ti-6Al-4V alloy for aero-engine applications
US4596609A (en) Thermomechanical forging of aluminum alloys
RU2203975C2 (en) Method of treatment of blanks made from metals or alloys
RU2168084C2 (en) Method of manufacturing metal sealing elements