RU2175994C2 - Method of making bars and strips from commercial titanium - Google Patents

Method of making bars and strips from commercial titanium Download PDF

Info

Publication number
RU2175994C2
RU2175994C2 RU2000101204A RU2000101204A RU2175994C2 RU 2175994 C2 RU2175994 C2 RU 2175994C2 RU 2000101204 A RU2000101204 A RU 2000101204A RU 2000101204 A RU2000101204 A RU 2000101204A RU 2175994 C2 RU2175994 C2 RU 2175994C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
deformation
degree
temperature
annealing
strips
Prior art date
Application number
RU2000101204A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000101204A (en
Inventor
В.В. Тетюхин
И.В. Левин
В.С. Душин
Л.Г. Курочкина
В.Г. Коробщиков
А.В. Трубочкин
А.С. Зайцев
Original Assignee
ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение
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 ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение filed Critical ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение
Priority to RU2000101204A priority Critical patent/RU2175994C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2175994C2 publication Critical patent/RU2175994C2/en
Publication of RU2000101204A publication Critical patent/RU2000101204A/en

Links

Images

Landscapes

  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy; making bars and strips from commercial titanium at specified α-structure. SUBSTANCE: method consists in heating blank deformed preliminarily in β-zone at temperature which is below polymorphic transition point by 40 to 180 C; heating is effected at rate of 8 to 10 C/min; then, blank is subjected to deformation in α-area during several stages at degree of deformation per stage of 20 to 30% and at total degree of deformation stipulated by required size of grain in finished article, after which article is subjected to annealing at temperature of 600 to 800 C, after-annealing cooling and cold deformation at degree of 1 to 1.5%; total degree of deformation in α-area is found from the following relationship:ε= 323.12d-0,405, where D is required diameter of grain in finished article, mcm. EFFECT: specification of required and adequate degree of deformation in α-area depending on required size of micrograin in finished article. 3 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам обработки титановых сплавов, и может быть использовано при получении прутков и полос из технического титана горячей прокаткой с рекристаллизованной α-структурой из заготовки, имеющей β-структуру. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to methods for processing titanium alloys, and can be used to obtain bars and strips of technical titanium by hot rolling with recrystallized α-structure from a workpiece having a β-structure.

Известен способ получения прутков и полос из технического титана из заготовки, имеющей β-структуру, содержащий горячую деформацию при температуре α-области со степенью деформации 30- 40% и последующий отжиг при температуре 600-800oC (Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов. - М.: Металлургия,1980, С.275) - прототип.A known method of producing rods and strips of industrial titanium from a billet having a β-structure containing hot deformation at an α-region temperature with a degree of deformation of 30-40% and subsequent annealing at a temperature of 600-800 o C (Titanium alloys. Metallography of titanium alloys. - M .: Metallurgy, 1980, S. 275) - prototype.

Недостатком данного способа является то, что в случаях, когда заказчиком задан размер микрозерна в готовом прутке или полосе, очень трудно подобрать необходимую степень деформации для его получения. На практике обычно поступают следующим образом: задают завышенную степень деформации, чтобы получить в готовом изделии микрозерно заведомо меньших размеров, чем этого требует заказчик, хотя известно, что деформирование заготовки из технического титана при температурах α-области по энергозатратам намного выше, чем при температурах β-области из-за более высокого сопротивления деформации материала при температурах α-области. Для получения микроструктуры с размером зерна менее 100 мкм степень деформации 30 - 40% при температурах α-области явно недостаточна. The disadvantage of this method is that in cases where the customer has specified the size of the micrograin in the finished bar or strip, it is very difficult to choose the required degree of deformation to obtain it. In practice, they usually do the following: they set an overestimated degree of deformation in order to obtain micrograins known to be smaller in size than the customer requires, although it is known that the deformation of a workpiece made of technical titanium at temperatures of the α region is much higher in energy consumption than at temperatures β -regions due to the higher resistance to deformation of the material at temperatures of the α-region. To obtain a microstructure with a grain size of less than 100 μm, the degree of deformation of 30–40% at α-region temperatures is clearly insufficient.

Заявленный способ совпадает с данным способом по следующим существенным признакам: нагрев заготовки, предварительно деформированной в β-области, деформация заготовки в α-области, отжиг, температурный интервал отжига 600-680oC.The claimed method coincides with this method according to the following essential features: heating the preform, pre-deformed in the β-region, deformation of the preform in the α-region, annealing, annealing temperature range of 600-680 o C.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является получение готового изделия (прутков и полос) из технического титана с регламентированным размером зерна с минимальными энергозатратами. The problem to which the claimed invention is directed is to obtain a finished product (rods and strips) from technical titanium with a regulated grain size with minimal energy consumption.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в конкретизации необходимой и достаточной степени деформации в α-области в зависимости от требуемого размера микрозерна в готовом изделии. The technical result achieved by the implementation of the invention is to specify the necessary and sufficient degree of deformation in the α-region, depending on the required size of the micrograin in the finished product.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения прутков и полос из технического титана с регламентированной α-структурой, содержащем нагрев предварительно деформированной в β-области заготовки, деформацию в α-области и отжиг при температуре 600-680oС, нагрев заготовки проводят до температуры на 40-180oC ниже температуры полиморфного превращения со скоростью 8-10oC/мин, деформацию осуществляют за несколько стадий со степенью на стадии 20-30% и с суммарной степенью, регламентируемой требуемым размером зерна в готовом изделии и определяемой из соотношения: ε = 323,12 d-0,405% (1), где d - требуемый размер зерна в готовом изделии, мкм, а после отжига проводят и последующую холодную деформацию со степенью 1-1,5%.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of producing rods and strips of technical titanium with a regulated α-structure, containing pre-deformed in the β-region of the workpiece, deformation in the α-region and annealing at a temperature of 600-680 o C, the workpiece is heated to a temperature of 40-180 o C to lower than the polymorphic transformation temperature at 8-10 o C / min, the deformation carried out in several steps with a degree at the stage of 20-30% and a total degree regulated desired grain size in the finished ed Lee and determined from the relationship: ε = 323,12 d -0,405% (1) where d - desired grain size in the final product, m and after annealing is carried out and the subsequent cold deformation with a degree of 1-1.5%.

Способ реализуется следующим образом. По размеру зерна, оговоренного в заказе, посредством формулы (1) или графика, показанного на фиг. 1, определяют необходимую и достаточную суммарную степень деформации. На основании рассчитанной степени деформации и заданного значения диаметра прутка или площади поперечного сечения полосы определяют площадь поперечного сечения исходной заготовки (S0), деформированной в β-области, по формуле:

Figure 00000001

где: S1 - площадь поперечного сечения готового изделия, мм2,
ε - рассчитанная степень деформации, деленная на 100.The method is implemented as follows. According to the grain size specified in the order, by means of formula (1) or the graph shown in FIG. 1, determine the necessary and sufficient total degree of deformation. Based on the calculated degree of deformation and a given value of the diameter of the rod or the cross-sectional area of the strip, the cross-sectional area of the initial billet (S 0 ) deformed in the β-region is determined by the formula:
Figure 00000001

where: S 1 - the cross-sectional area of the finished product, mm 2 ,
ε is the calculated degree of deformation divided by 100.

Заготовку с рассчитанными размерами поперечного сечения нагревают до температуры Тпп - (40 - 180)oC. Нагрев в указанном интервале температур обеспечивает оптимальную пластичность технического титана в условиях рациональной производительности процесса деформирования и предотвращает возможность перегрева до температур, близких к Тпп, из-за допустимой погрешности измерения. Нагрев производят со скоростью 8 - 10oC/мин, что из-за низкой теплопроводности технического титана обеспечивает равномерное распределение температурных полей по всему объему нагреваемой заготовки.The workpiece with the calculated cross-sectional dimensions is heated to a temperature of T PP - (40 - 180) o C. Heating in the indicated temperature range provides optimal ductility of technical titanium under conditions of rational performance of the deformation process and prevents the possibility of overheating to temperatures close to T PP , due to for permissible measurement error. Heating is carried out at a rate of 8 - 10 o C / min, which due to the low thermal conductivity of industrial titanium provides a uniform distribution of temperature fields throughout the volume of the heated workpiece.

В условиях сортовой прокатки деформирование осуществляют за несколько стадий, так называемых проходов, со степенью деформации 20 - 30% за проход. Заданные значения степени деформации обеспечивают достаточно высокую производительность процесса без деформационного разогрева и неуправляемого роста α-зерна. Деформированную заготовку подвергают отжигу, при котором происходит ее естественное коробление (искривление), для устранения которого производят последующую правку в холодную со степенью деформации 1-1,5%. Указанный интервал степеней деформации обеспечивает эффективное устранение возникших искривлений без остаточных напряжений в готовом изделии. Under the conditions of long rolling, deformation is carried out in several stages, the so-called passes, with a degree of deformation of 20 - 30% per pass. The set values of the degree of deformation provide a sufficiently high productivity of the process without deformation heating and uncontrolled growth of α-grain. The deformed billet is subjected to annealing, during which its natural warpage (curvature) occurs, to eliminate which subsequent dressing is performed in the cold one with a degree of deformation of 1-1.5%. The specified range of degrees of deformation provides an effective elimination of arising distortions without residual stresses in the finished product.

Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 показан график зависимости степени деформации от требуемого размера зерна, определенной по формуле (1), на фиг. 2 представлена микроструктура прутка ⌀ 10 мм сплава Вт1-0, полученного по примеру 1, на фиг. 3 - микроструктура прутка ⌀ 85 мм сплава Вт1-0, полученного по примеру 2. The invention is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 shows a graph of the degree of deformation versus the required grain size, determined by the formula (1), in FIG. 2 shows the microstructure of a bar ⌀ 10 mm of the alloy W1-0 obtained according to example 1, in FIG. 3 - microstructure of the rod ⌀ 85 mm alloy W1-0 obtained in example 2.

Изобретение опробовано при прокатке прутков сплава Вт1-0 на стане продольной прокатки 450 и станах радиально-сдвиговой прокатки ГСП 10. The invention was tested during the rolling of bars of the W1-0 alloy at a longitudinal rolling mill 450 and radial-shear rolling mills GSP 10.

Пример 1. Example 1

По заказу требовалось получить прутки ⌀ 10 мм сплава Вт1-0 (Тпп = 910oC) с микроструктурой, определяемой размером зерна не более 40 мкм. По формуле (1) или по графику (фиг. 1) определили необходимую степень деформации:
ε = 323,12 • 40-0,405 = 72,5(%)
Рассчитали диаметр исходной заготовки:

Figure 00000002

Figure 00000003

d = 19,06 мм
Выбрали исходную заготовку диаметром 19,5 мм, прокатанную на стане 450 из заготовки диаметром 130 мм при температуре 1000oC ( β-область). Нагрели в электрической печи сопротивления со скоростью 10oC/мин до температуры 750oC (Тпп - 160oC). Прокатали на стане РСП 10 до 10 мм за 4 прохода с разовыми обжатиями со степенью деформации 24 - 29% по маршруту
⌀ 19,5 - ⌀ 17,0 - ⌀ 14,5 - ⌀ 12,2 - ⌀ 10,1 мм.By order, it was required to obtain bars ⌀ 10 mm of W1-0 alloy (T pp = 910 o C) with a microstructure determined by a grain size of not more than 40 microns. According to the formula (1) or according to the schedule (Fig. 1), the necessary degree of deformation was determined:
ε = 323.12 • 40 -0.405 = 72.5 (%)
Calculated the diameter of the initial billet:
Figure 00000002

Figure 00000003

d = 19.06 mm
We chose the initial billet with a diameter of 19.5 mm, rolled on a mill 450 from a billet with a diameter of 130 mm at a temperature of 1000 o C (β-region). Heated in an electric resistance furnace at a speed of 10 o C / min to a temperature of 750 o C (T PP - 160 o C). Laminated at the RSP mill 10 to 10 mm in 4 passes with single compressions with a degree of deformation of 24 - 29% along the route
⌀ 19.5 - ⌀ 17.0 - ⌀ 14.5 - ⌀ 12.2 - ⌀ 10.1 mm.

Затем прутки подвергли отжигу при температуре 600oC и подвергли холодной правке со степенью деформации 1%. Микроструктура (х 100) прутка представлена на фиг. 2. Требования заказчика удовлетворены.Then the rods were annealed at a temperature of 600 o C and subjected to cold straightening with a degree of deformation of 1%. The microstructure (x 100) of the bar is shown in FIG. 2. Customer requirements are satisfied.

Пример 2. Example 2

По заказу требовалось получить прутки ⌀ 85 мм сплава Вт1-0 (Тпп = 910oC) с микроструктурой, определяемой размером зерна не более 80 мкм. Согласно формуле (1) или графику (Фиг. 1) определили необходимую степень деформации
ε = 323,12 • 80-0,405 = 54,8 (%)
Рассчитали диаметр исходной заготовки

Figure 00000004

d = 126 мм
Исходную заготовку диаметром 126 мм, откованную при температуре 1050oC ( β - область), нагрели в электрической печи сопротивления до температуры 870oC (Тпп - 40oC) со скоростью 9oC/мин и прокатали на стане 450 за 3 прохода с разовыми обжатиями со степенью деформации 23% на диаметр 85,5 мм. Затем прутки подвергли отжигу при 650oC и холодной правке со степенью деформации 1,16%. Микроструктура (х 100) прутка представлена на фиг. 3. Требования заказчика удовлетворены.By order, it was required to obtain bars ⌀ 85 mm of W1-0 alloy (T pp = 910 o C) with a microstructure determined by a grain size of not more than 80 microns. According to the formula (1) or the graph (Fig. 1), the necessary degree of deformation was determined
ε = 323.12 • 80 -0.405 = 54.8 (%)
Calculated the diameter of the original workpiece
Figure 00000004

d = 126 mm
An initial billet with a diameter of 126 mm, forged at a temperature of 1050 o C (β - region), was heated in an electric resistance furnace to a temperature of 870 o C (T pp - 40 o C) at a speed of 9 o C / min and rolled on a 450 mill for 3 a passage with single crimps with a degree of deformation of 23% by a diameter of 85.5 mm. Then the rods were annealed at 650 o C and cold straightened with a degree of deformation of 1.16%. The microstructure (x 100) of the bar is shown in FIG. 3. Customer requirements are satisfied.

Claims (1)

Способ получения прутков и полос из технического титана с регламентированной α-структурой, содержащий нагрев предварительно деформированной в β-области заготовки, деформацию в α-области и отжиг при температуре 600-680oС, отличающийся тем, что нагрев заготовки проводят до температуры на 40-180oC ниже температуры полиморфного превращения со скоростью 8-10oС/мин, деформацию осуществляют за несколько стадий со степенью на стадии 20-30% и с суммарной степенью, регламентированной требуемым размером зерна в готовом изделии, и определяемой из соотношения: ε=323,12 d-0,405 (%), где d - требуемый размер зерна в готовом изделии, мкм, а после отжига проводят и последующую холодную деформацию со степенью 1-1,5%.A method for producing rods and strips from technical titanium with a regulated α-structure, comprising heating a preform deformed in the β-region of the workpiece, deformation in the α-region and annealing at a temperature of 600-680 ° C, characterized in that the workpiece is heated to a temperature of 40 -180 o C lower than the polymorphic transformation temperature at a speed of 8-10 o C / min, the deformation carried out in several steps with a degree at the stage of 20-30% and a total degree regulated desired grain size in the finished product, and determined from the relation Ia: ε = 323,12 d -0,405 (% ), where d - desired grain size in the final product, m and after annealing is carried out and the subsequent cold deformation with a degree of 1-1.5%.
RU2000101204A 2000-01-12 2000-01-12 Method of making bars and strips from commercial titanium RU2175994C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000101204A RU2175994C2 (en) 2000-01-12 2000-01-12 Method of making bars and strips from commercial titanium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000101204A RU2175994C2 (en) 2000-01-12 2000-01-12 Method of making bars and strips from commercial titanium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2175994C2 true RU2175994C2 (en) 2001-11-20
RU2000101204A RU2000101204A (en) 2001-12-10

Family

ID=20229499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000101204A RU2175994C2 (en) 2000-01-12 2000-01-12 Method of making bars and strips from commercial titanium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2175994C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017111643A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 Акционерное Общество "Чепецкий Механический Завод" (Ао Чмз) Method for preparing rods from titanium-based alloys
RU2807232C1 (en) * 2022-09-21 2023-11-13 Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") Method for manufacturing road blanks from alloys based on titanium intermetallide with ortho-phase

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АНОШКИН Н.Ф. и др. Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов. - М.: Металлургия, 1980, с. 275. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017111643A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 Акционерное Общество "Чепецкий Механический Завод" (Ао Чмз) Method for preparing rods from titanium-based alloys
CN108472703A (en) * 2015-12-22 2018-08-31 切佩茨基机械厂股份公司 The method for manufacturing bar using titanium alloy
US10815558B2 (en) 2015-12-22 2020-10-27 Stock Company “Chepetsky Mechanical Plant” (SC CMP) Method for preparing rods from titanium-based alloys
RU2807232C1 (en) * 2022-09-21 2023-11-13 Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") Method for manufacturing road blanks from alloys based on titanium intermetallide with ortho-phase

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10287655B2 (en) Nickel-base alloy and articles
CN106414788B (en) The manufacturing method of Fe-Ni base superalloy
JP6864955B2 (en) How to make bars from titanium alloys
JPH01272750A (en) Production of expanded material of alpha plus beta ti alloy
Verhoeven et al. Damascus steel, part III: the Wadsworth-Sherby mechanism
US4295901A (en) Method of imparting a fine grain structure to aluminum alloys having precipitating constituents
RU2175994C2 (en) Method of making bars and strips from commercial titanium
EP0909339B1 (en) Method for processing billets from multiphase alloys
EP0215908A1 (en) Controlling distortion in processed copper beryllium alloys
RU2229952C1 (en) Method for forming blanks of titanium alloys
RU2178014C1 (en) METHOD OF ROLLING BARS FROM PSEUDO β- TITANIUM ALLOYS
RU2255136C1 (en) Method of plastic working of the high-temperature resistant alloys bars used for production of gas-turbine engine compressor blades
RU2192328C2 (en) Method for making expanded ring blanks of high-alloy nickel alloys
JPS63130755A (en) Working heat treatment of alpha+beta type titanium alloy
RU2224047C1 (en) Method for manufacture of semi-finished sheet products from titanium alloys
RU2808615C1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING RODS WITH DIAMETER OF 8-60 mm FROM LOW-ALLOYED HEAT-RESISTANT COPPER-BASED ALLOYS
JPS5925963A (en) Manufacture of hot rolled ti alloy plate
RU2382114C1 (en) Manufacturing method of flat profile from zirconium alloys
CN110983218B (en) Preparation method of small-size pure niobium bar with uniform structure
US2384351A (en) Method of forming extended lengths of metal wire
JPH0266142A (en) Manufacture of plate stock, bar stock, and wire rod of alpha plus beta titanium alloy
RU2088365C1 (en) Method of making ring blanks of ageing nickel alloys
CN117966058A (en) Preparation method of GH4105 alloy small-size bar
CN118028720A (en) Preparation method of GH4141 alloy small-sized bar
SU719758A1 (en) Method of thermomechanical treatment of blanks of refractory hardly deformable nickel-based alloys

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160113