RU2285737C1 - Method of thermo-mechanical treatment of titanium blanks - Google Patents
Method of thermo-mechanical treatment of titanium blanks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285737C1 RU2285737C1 RU2005113115/02A RU2005113115A RU2285737C1 RU 2285737 C1 RU2285737 C1 RU 2285737C1 RU 2005113115/02 A RU2005113115/02 A RU 2005113115/02A RU 2005113115 A RU2005113115 A RU 2005113115A RU 2285737 C1 RU2285737 C1 RU 2285737C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- deformation
- plastic deformation
- thermo
- annealing
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение может быть использовано в машиностроении, авиадвигателестроении и медицине при изготовлении полуфабрикатов из титана путем деформационно-термической обработки, сопровождающейся изменением физико-механических свойств металла.The invention can be used in mechanical engineering, aircraft engine manufacturing and medicine in the manufacture of semi-finished products from titanium by deformation-heat treatment, accompanied by a change in the physical and mechanical properties of the metal.
Известны способы обработки металлов с целью повышения их свойств, в частности для получения ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры, обеспечивающей улучшение физико-механических характеристик. Эти способы могут сочетать в себе пластическую деформацию и термомеханическую обработку.Known methods of processing metals in order to increase their properties, in particular to obtain ultrafine-grained (UFG) structure, providing improved physical and mechanical characteristics. These methods can combine plastic deformation and thermomechanical processing.
Известен способ получения ультрамелкозернистой структуры технически чистого титана путем многократной всесторонней ковки плоскими бойками при температурах 400-700°С ("Формирование субмикрокристаллической структуры в титановых сплавах интенсивной пластической деформацией". Жеребцов С.В., Галеев P.M., Валиахметов О.Р., Малышева С.П., Салищев Г.А., Мышляев М.М. Кузнечно-штамповочное производство, №7, 1999, с.17-22).A known method for producing ultrafine-grained structure of technically pure titanium by repeated comprehensive forging by flat dies at temperatures of 400-700 ° C ("Formation of a submicrocrystalline structure in titanium alloys by intense plastic deformation". Zherebtsov SV, Galeev PM, Valiakhmetov OR, Malysheva S.P., Salishchev G.A., Myshlyaev M.M. Forging and stamping, No. 7, 1999, pp. 17-22).
Известен способ получения ультрамелкозернистых титановых заготовок, включающий интенсивную пластическую деформацию заготовки в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах ("Влияние маршрутов РКУП на микроструктуру и свойства чистого титана". Столяров В.В., Жу Ю.Т., Александров И.В., Лоу Т.С., Валиев Р.З. Материал Сайенс анд Инженеринг А299 (2001) с.59-67).A known method for producing ultrafine-grained titanium billets, including intense plastic deformation of the billet in intersecting vertical and horizontal channels ("The influence of ECAP routes on the microstructure and properties of pure titanium." Stolyarov VV, Zhu Yu.T., Alexandrov IV, Low T.S., Valiev R.Z. Material Science and Engineering A299 (2001) p. 59-67).
Известен способ комбинированной интенсивной пластической деформации заготовок, включающий деформацию кручением в винтовом канале, затем равноканальное угловое прессование (патент РФ №2240197, МПК B 21 J 5/00, C 22 F 1/18, В 21 С 25/00, опубл. 20.11.04).A known method of combined intensive plastic deformation of workpieces, including torsion deformation in a helical channel, then equal-channel angular pressing (RF patent No. 2240197, IPC B 21 J 5/00, C 22 F 1/18, B 21 C 25/00, publ. 20.11 .04).
Однако известные способы обработки не позволяют обеспечивать требуемые физико-механические характеристики и равномерность их распределения по сечениям заготовки.However, the known processing methods do not allow to provide the required physical and mechanical characteristics and the uniformity of their distribution over the sections of the workpiece.
Наиболее близким к предложенному способу является способ обработки заготовок, включающий пластическую деформацию заготовки в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах, с последующей термомеханической обработкой (патент РФ №2175685, МКИ С 22 F 1/18, В 21 J 5/00, опубл. 10.11.01).Closest to the proposed method is a method of processing workpieces, including plastic deformation of the workpiece in intersecting vertical and horizontal channels, followed by thermomechanical processing (RF patent No. 2175685, MKI C 22 F 1/18, 21 J 5/00, publ. 10.11. 01).
Данный способ позволяет получать за счет интенсивной пластической деформации ультрамелкозернистую структуру обрабатываемого материала и повысить уровень физико-механических свойств. Однако недостатком данного способа является высокая трудоемкость процесса получения заготовок, связанная с необходимостью проведения большого числа проходов интенсивной пластической деформации (ИПД) в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах (4 и более прохода), высокий коэффициент использования металла, а также неоднородность структуры получаемой заготовки, приводящая к анизотропии механических свойств.This method allows to obtain due to intense plastic deformation of the ultrafine-grained structure of the processed material and to increase the level of physical and mechanical properties. However, the disadvantage of this method is the high complexity of the process of obtaining blanks, associated with the need for a large number of passes of intense plastic deformation (SPD) in intersecting vertical and horizontal channels (4 or more passes), a high utilization of metal, as well as the heterogeneity of the structure of the resulting workpiece, resulting to anisotropy of mechanical properties.
Задачей изобретения является снижение трудоемкости процесса получения полуфабрикатов, улучшение механических свойств обрабатываемого материала (предела прочности, предела текучести, предела выносливости) при сохранении хорошей пластичности, а также достижение их равномерности по длине заготовки.The objective of the invention is to reduce the complexity of the process of obtaining semi-finished products, improve the mechanical properties of the processed material (tensile strength, yield strength, endurance) while maintaining good ductility, as well as achieving their uniformity along the length of the workpiece.
Поставленная задача достигается способом получения ультрамелкозернистых заготовок, включающим интенсивную пластическую деформацию заготовки в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах при температуре 500-250°С и термомеханическую обработку. В отличие от прототипа термомеханическую обработку, включающую отжиг и деформацию, проводят перед интенсивной пластической деформацией, причем отжиг осуществляют при температуре не выше температуры полиморфного превращения минус 200°С, а деформацию начинают проводить при температуре отжига и ступенчато снижают до температуры интенсивной пластической деформации в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах, достигая накопленной логарифмической степени деформации не менее 4,5.The problem is achieved by the method of producing ultrafine-grained billets, including intense plastic deformation of the billet in intersecting vertical and horizontal channels at a temperature of 500-250 ° C and thermomechanical processing. In contrast to the prototype, thermomechanical treatment, including annealing and deformation, is carried out before intense plastic deformation, and annealing is carried out at a temperature not higher than the polymorphic transformation temperature minus 200 ° C, and the deformation is carried out at the annealing temperature and is gradually reduced to the temperature of intense plastic deformation in intersecting vertical and horizontal channels, reaching an accumulated logarithmic degree of deformation of at least 4.5.
Проведение деформационно-термической обработки перед интенсивной пластической деформацией в указанных режимах позволяет предварительно измельчить структуру и тем самым обеспечить условия для формирования дальнейшей обработки однородной ультрамелкозернистой структуры. Это приводит к повышению прочностных характеристик и равномерности их распределения по сечениям заготовки. При этом может быть сокращено число проходов ИПД. Формирование в заготовке однородной УМЗ структуры при меньшем числе проходов в условиях промышленного применения является перспективным для снижения трудоемкости процесса, увеличения коэффициента полезного использования металла.Deformation-heat treatment before intense plastic deformation in these modes allows you to pre-grind the structure and thereby provide conditions for the formation of further processing of a homogeneous ultrafine-grained structure. This leads to an increase in strength characteristics and uniformity of their distribution over the sections of the workpiece. In this case, the number of IPD passes can be reduced. The formation of a homogeneous UFG structure in a workpiece with a smaller number of passes in an industrial application is promising for reducing the complexity of the process, increasing the efficiency of the metal.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Титановую заготовку в виде прутка подвергают отжигу при температуре не выше температуры полиморфного превращения минус 200°С. Данный температурный режим термической обработки обеспечивает наилучшее сочетание механических свойств, а также обеспечивает формирование равноосной глобулярной структуры (Колачев Б.А., Елагин В.И., Ливанов В.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов: Учебник для ВУЗов. - М.: МИСИС, 2001, 416 с.). Деформацию проводят, начиная с температуры отжига, которую ступенчато снижают до температуры интенсивной пластической деформации в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах, достигая накопленную логарифмическую степень деформации не менее 4,5.The titanium billet in the form of a bar is annealed at a temperature not higher than the temperature of the polymorphic transformation minus 200 ° C. This temperature regime of heat treatment provides the best combination of mechanical properties, and also provides the formation of equiaxial globular structure (Kolachev B.A., Elagin V.I., Livanov V.A. Metallurgy and heat treatment of non-ferrous metals and alloys: Textbook for universities. - M .: MISIS, 2001, 416 p.). The deformation is carried out starting from the annealing temperature, which is gradually reduced to the temperature of intense plastic deformation in the intersecting vertical and horizontal channels, reaching an accumulated logarithmic degree of deformation of at least 4.5.
После окончания этапа деформации проводят интенсивную пластическую деформацию в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах при температуре 500-250°С. Затем заготовку вынимают, охлаждают до комнатной температуры и подвергают правке и обработке на токарном станке для снятия дефектного слоя, после чего проводят контроль микротвердости, механических свойств на растяжение и микроструктуры.After the stage of deformation, an intensive plastic deformation is carried out in intersecting vertical and horizontal channels at a temperature of 500-250 ° C. Then the preform is removed, cooled to room temperature and subjected to dressing and processing on a lathe to remove the defective layer, after which the microhardness, tensile properties and microstructure are checked.
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
Брали пруток из сплава CP-Ti Grade 2 диаметром 24,5 мм и длиной 120 мм.We took a bar from CP-Ti Grade 2 alloy with a diameter of 24.5 mm and a length of 120 mm.
Пруток подвергали отжигу при температуре 680°С в течение 2-х часов и деформации изотермической ковкой. Число последовательных проходов изотермической ковки n=3, в результате чего достигается степень деформации е≈4,5. Температура обработки соответственно составляла 680, 570 и 450°С.The bar was annealed at a temperature of 680 ° C for 2 hours and deformed by isothermal forging. The number of successive passes of isothermal forging is n = 3, as a result of which a degree of deformation of e≈4.5 is achieved. The processing temperature, respectively, was 680, 570 and 450 ° C.
На следующем этапе заготовку подвергали 2 проходам интенсивной пластической деформации в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах при температуре 450°С. В результате деформации была достигнута степень деформации е≈2. После охлаждения заготовки до комнатной температуры ее подвергали правке и токарной обработке. Металлографический анализ выявил высокую однородность структуры по сечениям заготовки.At the next stage, the billet was subjected to 2 passes of intense plastic deformation in intersecting vertical and horizontal channels at a temperature of 450 ° C. As a result of the deformation, the degree of deformation e≈2 was achieved. After cooling the workpiece to room temperature, it was subjected to dressing and turning. Metallographic analysis revealed a high uniformity of the structure over the sections of the workpiece.
Контроль механических свойств на растяжение при комнатной температуре показал:The control of tensile mechanical properties at room temperature showed:
Результаты контроля механических свойств, представленные в таблице, показывают, что введение предварительной обработки обеспечивает не только повышение прочностных свойств, но и сохранение пластичности титана. Кроме того, уменьшение числа проходов ИПД до 2-х, обусловленное введением предварительной обработки, позволяющей получить однородную УМЗ структуру, позволяет существенно снизить трудоемкость процесса.The results of the control of mechanical properties presented in the table show that the introduction of pre-treatment provides not only an increase in strength properties, but also the preservation of the ductility of titanium. In addition, reducing the number of IPD passes to 2, due to the introduction of pre-treatment, which allows to obtain a uniform UFG structure, can significantly reduce the complexity of the process.
Таким образом, предложенный способ получения титановых ультрамелкозернистых заготовок существенно улучшает механические свойства обрабатываемого материала, их однородность по сечениям заготовки.Thus, the proposed method for producing titanium ultrafine-grained billets significantly improves the mechanical properties of the processed material, their uniformity over the sections of the billet.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005113115/02A RU2285737C1 (en) | 2005-04-29 | 2005-04-29 | Method of thermo-mechanical treatment of titanium blanks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005113115/02A RU2285737C1 (en) | 2005-04-29 | 2005-04-29 | Method of thermo-mechanical treatment of titanium blanks |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2285737C1 true RU2285737C1 (en) | 2006-10-20 |
Family
ID=37437880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005113115/02A RU2285737C1 (en) | 2005-04-29 | 2005-04-29 | Method of thermo-mechanical treatment of titanium blanks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2285737C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478130C1 (en) * | 2011-10-21 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Beta-titanium alloy and method of its thermomechanical treatment |
RU2490356C1 (en) * | 2012-03-14 | 2013-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Ultra-fine grain two-phase alpha-beta titanium alloy with improved level of mechanical properties, and method for its obtainment |
RU2532700C2 (en) * | 2013-02-07 | 2014-11-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" | Method of production of critical parts from three-component titanium alloy |
RU2583551C2 (en) * | 2014-05-16 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Мединструмент" (АО "СКТБ "Мединструмент") | Method of production of ultrafine-grained titanium work pieces |
-
2005
- 2005-04-29 RU RU2005113115/02A patent/RU2285737C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478130C1 (en) * | 2011-10-21 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Beta-titanium alloy and method of its thermomechanical treatment |
RU2490356C1 (en) * | 2012-03-14 | 2013-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Ultra-fine grain two-phase alpha-beta titanium alloy with improved level of mechanical properties, and method for its obtainment |
WO2013137765A1 (en) * | 2012-03-14 | 2013-09-19 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет" (Фгбоу Впо "Угату") | Ultra-fine-grained two-phase alpha-beta titanium alloy and method for production thereof |
RU2532700C2 (en) * | 2013-02-07 | 2014-11-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" | Method of production of critical parts from three-component titanium alloy |
RU2583551C2 (en) * | 2014-05-16 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Мединструмент" (АО "СКТБ "Мединструмент") | Method of production of ultrafine-grained titanium work pieces |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2364660C1 (en) | Method of manufacturing ufg sections from titanium alloys | |
CN105026587B (en) | Thermomechanical processing alpha-beta titanium alloy | |
US9297059B2 (en) | Method for the manufacture of wrought articles of near-beta titanium alloys | |
US10837092B2 (en) | High-strength alpha-beta titanium alloy | |
EP0542788B1 (en) | Ductile ultra-high strength aluminium alloy components | |
US10407745B2 (en) | Methods for producing titanium and titanium alloy articles | |
US20150240339A1 (en) | Tailored rolling of high strength aluminum | |
RU2285737C1 (en) | Method of thermo-mechanical treatment of titanium blanks | |
US20190300987A1 (en) | Alpha+beta titanium alloy extruded shape | |
CN1752265A (en) | Heating technology for refining TiAl alloy ingot microscopic texture | |
RU2618678C1 (en) | Method of deformation-thermal processing of austenitic high-manganese steel | |
RU2490356C1 (en) | Ultra-fine grain two-phase alpha-beta titanium alloy with improved level of mechanical properties, and method for its obtainment | |
US5964967A (en) | Method of treatment of metal matrix composites | |
JP2014506302A (en) | Method for producing titanium alloy having high strength and high formability, and titanium alloy using the same | |
RU2468114C1 (en) | Method to produce superplastic sheet from aluminium alloy of aluminium-lithium-magnesium system | |
RU2482197C1 (en) | Method for deformation-thermal processing of austenitic stainless steels | |
Shirazi et al. | Effect of severe plastic deformation on mechanical properties of Fe-Ni-Mn high strength steel | |
RU2175685C1 (en) | Method of production of ultra-fine-grained titanium blanks | |
RU2692539C1 (en) | Method of obtaining volumetric blanks of high-manganese steel with recrystallized fine-grained structure | |
CN111041178B (en) | Preparation method of high-strength high-toughness double-phase steel by circulating rolling | |
RU2250806C1 (en) | Method for making thin sheets of high-strength titanium alloys | |
RU2285740C1 (en) | Method of thermo-mechanical treatment of two-phase titanium alloys | |
RU2544730C1 (en) | Method of thermomechanical treatment of low alloyed steel | |
JP6623950B2 (en) | Titanium plate excellent in balance between proof stress and ductility and method for producing the same | |
RU2296017C1 (en) | Method for making rolled bars from springy alloy steel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070430 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080227 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20080529 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140430 |