RU2285740C1 - Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов - Google Patents
Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285740C1 RU2285740C1 RU2005113116/02A RU2005113116A RU2285740C1 RU 2285740 C1 RU2285740 C1 RU 2285740C1 RU 2005113116/02 A RU2005113116/02 A RU 2005113116/02A RU 2005113116 A RU2005113116 A RU 2005113116A RU 2285740 C1 RU2285740 C1 RU 2285740C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- plastic deformation
- deformation
- titanium alloys
- phase titanium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в машиностроении, авиадвигателестроении и медицине при изготовлении полуфабрикатов из двухфазных титановых сплавов путем термомеханической обработки, сопровождающейся изменением механических свойств материала. Предложен способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов. Способ включает интенсивную пластическую деформацию заготовки в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах при температуре 600°С с накопленной логарифмической степенью деформации не менее двух. Перед интенсивной пластической деформацией проводят термическую обработку, которая включает закалку с температуры полиморфного превращения минус 10°С в воду и высокотемпературное старение при температуре 675-700°С в течение 4-х часов с охлаждением на воздухе, а после интенсивной пластической деформации осуществляют экструдирование заготовки в несколько проходов при температуре 300°С с коэффициентом вытяжки не менее 1,2. Технический результат - улучшение прочностных характеристик двухфазных титановых сплавов (предела прочности, предела текучести, предела выносливости), а также их однородности по сечению заготовки при сохранении удовлетворительной пластичности. 1 табл.
Description
Изобретение относится к термомеханической обработке с изменением механических свойств материала и может быть использовано в машиностроении, авиадвигателестроении и медицине при изготовлении полуфабрикатов из двухфазных титановых сплавов.
Известны способы обработки двухфазных титановых сплавов с целью повышения их механических свойств.
Например, способ деформирования заготовок в пересекающихся горизонтальном и вертикальном каналах (см. В.М.Сегал, В.И.Копылов, В.И.Резников "Процессы пластического структурообразования металлов", Минск: Навука и тэхника, 1994, с.26) позволяет упрочнять металл за счет интенсивной сдвиговой деформации.
Известен способ обработки заготовок, включающий интенсивную пластическую деформацию заготовки в пересекающихся горизонтальном и вертикальном каналах с подпором в последнем, который осуществлялся на начальной и окончательной стадиях процесса деформирования (патент РФ N 2139164, МПК В 21 J 5/00, опубл. 10.10.1999 г.).
Известен способ деформирования заготовок в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах при температуре 600°С (Ко У.Г., Джанг B.C., Шин Д.Х., Ли С.С. Влияние температуры и исходной микроструктуры на равноканальное угловое прессование сплава Ti-6Al-4V, Скрипта материалиа, №48, 2003, с.197-202).
Известные способы не позволяют получать требуемые однородные прочностные характеристики, включая показатели усталости.
Наиболее близким к предложенному является способ деформирования заготовок в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах при 600°С (Яписи Г.Г., Караман И., Луо З.П., Рек Г. Микроструктура и механические свойства порошкового сплава Ti-6Al-4V, интенсивно деформированного с использованием равноканального углового прессования, Скрипта материалиа, №49, 2003, с.1021-1027).
Данный способ позволяет повысить уровень прочностных характеристик обрабатываемого материала, но недостаточно для использования в ответственных конструкциях. Кроме того, известный способ не обеспечивает однородность структуры и механических свойств по сечению заготовки.
Изобретение направлено на повышение уровня и однородности прочностных и усталостных характеристик двухфазных титановых сплавов при сохранении пластичности.
Поставленная задача достигается способом получения ультрамелкозернистых заготовок, включающим интенсивную пластическую деформацию заготовки в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах при температуре 600°С с накопленной логарифмической степенью деформации е≥2. В отличие от прототипа перед интенсивной пластической деформацией проводят термическую обработку, которая включает закалку с температуры полиморфного превращения минус 10°С в воду и высокотемпературное старение при 675-700°С в течение 4-х часов, охлаждение на воздухе, а после интенсивной пластической деформации осуществляют экструдирование в несколько циклов при температуре 300°С с коэффициентом вытяжки не менее 1,2.
Предварительная термическая обработка двухфазных титановых сплавов позволяет сформировать структуру, благоприятную для повышения однородности получаемых прочностных характеристик.
Экструдирование, используемое после интенсивной пластической деформации в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах, позволяет создать схему деформации, близкую к условиям всестороннего сжатия, что и обеспечивает условия повышенной деформируемости таких труднодеформируемых материалов, как двухфазные титановые сплавы. Например, такие процессы, как волочение или прокатка, при тех же температурно-временных условиях и степенях деформации не могут обеспечить высокой деформируемости материалов в силу реализации менее благоприятных для ее повышения схем деформации.
Сочетание интенсивной пластической деформации в пересекающихся каналах и экструдирования в указанных режимах обеспечивает дополнительное измельчение структуры заготовок, а предварительная термическая обработка позволяет повысить однородность получаемой структуры, что приводит к повышению уровня и однородности прочностных и усталостных характеристик при сохранении пластичности.
Способ осуществляют следующим образом.
Заготовку из двухфазного титанового сплава в виде прутка подвергают закалке с температуры полиморфного превращения минус 10°С в воду и высокотемпературному старению при 675-700°С в течение 4-х часов с охлаждением на воздухе. Данный температурно-временной режим термической обработки обеспечивает промежуточную прочность по сравнению со свойствами отожженного материала и повышенную пластичность по сравнению с высокопрочным состоянием (Колачев Б.А., Полькин И.С., Талалаев В.Д. Титановые сплавы разных стран: Справочник. - М.: ВИЛС, 2000. 316 с.). Это позволяет осуществить последующую интенсивную пластическую деформацию двухфазных титановых сплавов. Кроме того, в результате указанной термической обработки формируется смешанная микроструктура, которая содержит крупную глобулярную α-фазу (не более 20%) и тонкопластинчатую β-превращенную структуру. Данная морфология обеспечивает однородность получаемой ультрамелкозернистой структуры по сечению заготовки. После термической обработки проводится интенсивная пластическая деформация в пересекающихся каналах. Деформацию проводят при температуре 600°С в несколько последовательных проходов, между которыми пруток вращают вокруг продольной оси на 90°. Количество проходов определяется достижением накопленной логарифмической степени деформации е≥2.
После деформации в пересекающихся каналах заготовка подвергается правке, обработке на токарном станке для снятия дефектного слоя.
На следующем этапе заготовку подвергают экструдированию в несколько циклов с постепенным уменьшением диаметра и увеличением длины заготовки с набором коэффициента вытяжки 1,2. Температура экструдирования 300°С была определена опытном путем и является температурой, при которой в заготовках формируется ультрамелкозернистая структура, обеспечивающая комплекс свойств: высокие прочностные и усталостные характеристики при сохранении пластичности. После окончания данного этапа проводят контроль механических свойств на растяжение при комнатной температуре и контроль микроструктуры.
Пример конкретного выполнения.
Брали пруток из сплава Ti-6Al-4V диаметром 40 мм и длиной 120 мм. Температура полиморфного превращения сплава Ti-6Al-4V составляла 960°С. Пруток закаливали в воду с температуры 950°С и подвергали старению при температуре 675°С в течение 4-х часов с охлаждением на воздухе. После этого пруток подвергали интенсивной пластической деформации по описанному выше способу. Угол пересечения каналов Ф=120°. Температура деформации 600°С. Число последовательных проходов n=2. После правки и обработки на токарном станке диаметр заготовки составлял 36 мм.
На следующем этапе пруток подвергали экструдированию при температуре 300°С. Количество циклов экструдирования составило 6, в результате чего диаметр заготовки уменьшился с 36 до 20 мм, а длина заготовки увеличилась со 120 до 300 мм. Далее выполнялся контроль однородности микроструктуры по сечению заготовки. Контроль механических свойств на растяжение при комнатной температуре показал значения, приведенные в таблице 1. Для сравнения в таблице приведены механические свойства сплава до термомеханической обработки по предлагаемому способу, а также свойства после обработки по известному способу-прототипу.
Таблица 1. Механические свойства сплава Ti-6Al-4V в различных состояниях |
|||
Механические свойства сплава |
Состояние сплава | ||
До обработки по предлагаемому способу | После обработки по способу-прототипу | После обработки по предлагаемому способу | |
Предел прочности, МПа | 940 | 1284 | 1370 |
Предел текучести, МПа | 840 | 1042 | 1270 |
Относительное удлинение, % | 16 | 7 | 11 |
Относительное сужение, % | 45 | 35 | 37 |
Предел выносливости, МПа | 550 | 650 | 695 |
Таким образом, предложенный способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов позволяет существенно повысить уровень и однородность прочностных и усталостных характеристик обрабатываемого материала при сохранении пластичности.
Claims (1)
- Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов, включающий интенсивную пластическую деформацию заготовки в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах при температуре 600°С с накопленной логарифмической степенью деформации не менее двух, отличающийся тем, что перед интенсивной пластической деформацией проводят термическую обработку, которая включает закалку с температуры полиморфного превращения минус 10°С в воду и высокотемпературное старение при температуре 675-700°С в течение 4 ч с охлаждением на воздухе, а после интенсивной пластической деформации осуществляют экструдирование заготовки в несколько проходов при температуре 300°С с коэффициентом вытяжки не менее 1,2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005113116/02A RU2285740C1 (ru) | 2005-04-29 | 2005-04-29 | Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005113116/02A RU2285740C1 (ru) | 2005-04-29 | 2005-04-29 | Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2285740C1 true RU2285740C1 (ru) | 2006-10-20 |
Family
ID=37437882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005113116/02A RU2285740C1 (ru) | 2005-04-29 | 2005-04-29 | Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2285740C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469122C1 (ru) * | 2011-10-21 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ термомеханической обработки заготовок из двухфазных титановых сплавов |
RU2490356C1 (ru) * | 2012-03-14 | 2013-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Ультрамелкозернистый двухфазный альфа-бета титановый сплав с повышенным уровнем механических свойств и способ его получения |
-
2005
- 2005-04-29 RU RU2005113116/02A patent/RU2285740C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
YAPISI G.G. et al., Microstructure and mechanical properties of several deformed powder processed Ti-6Al-4V using equal channel angular extrusion, Scripta Materialia, Vol.49, Issue 10, November 2003, реферат. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469122C1 (ru) * | 2011-10-21 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ термомеханической обработки заготовок из двухфазных титановых сплавов |
RU2490356C1 (ru) * | 2012-03-14 | 2013-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Ультрамелкозернистый двухфазный альфа-бета титановый сплав с повышенным уровнем механических свойств и способ его получения |
WO2013137765A1 (ru) * | 2012-03-14 | 2013-09-19 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет" (Фгбоу Впо "Угату") | Ультрамелкозернистый двухфазный альфа-бета титановый сплав и способ его получения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2675886C2 (ru) | Термомеханическая обработка двухфазных титановых сплавов с альфа-бета-структурой | |
RU2364660C1 (ru) | Способ получения ультрамелкозернистых заготовок из титановых сплавов | |
EP2868759B1 (en) | ALPHA + BETA TYPE Ti ALLOY AND PROCESS FOR PRODUCING SAME | |
JP5050199B2 (ja) | マグネシウム合金材料製造方法及び装置並びにマグネシウム合金材料 | |
EP1991714A2 (en) | Methods of beta processing titanium alloys | |
CN111575539B (zh) | 一种热加工态钴基合金棒丝材的制备方法 | |
RU2240197C1 (ru) | Способ комбинированной интенсивной пластической деформации заготовок | |
US6159315A (en) | Stress relieving of an age hardenable aluminum alloy product | |
RU2285740C1 (ru) | Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов | |
JP5941070B2 (ja) | 高強度及び高成形性を有するチタン合金の製造方法及びこれによるチタン合金 | |
US5964967A (en) | Method of treatment of metal matrix composites | |
RU2285738C1 (ru) | Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов | |
RU2285737C1 (ru) | Способ термомеханической обработки титановых заготовок | |
JPH07180011A (ja) | α+β型チタン合金押出材の製造方法 | |
CA2417998C (en) | Method for producing half-finished products made of aluminium alloys and an article manufactured with the aid of said method | |
EP0848073B1 (en) | Stress relieving of an age hardenable aluminium alloy product | |
RU2468114C1 (ru) | Способ получения сверхпластичного листа из алюминиевого сплава системы алюминий-литий-магний | |
RU2175685C1 (ru) | Способ получения ультрамелкозернистых титановых заготовок | |
RU2464116C1 (ru) | Способ получения высокопрочных титановых прутков круглого сечения с ультрамелкозернистой структурой | |
RU2604075C1 (ru) | Способ получения наноструктурированных прутков круглого сечения из титанового сплава вт22 | |
RU2478130C1 (ru) | Бета-титановый сплав и способ его термомеханической обработки | |
RU2237109C1 (ru) | Способ получения ультрамелкозернистых титановых заготовок | |
KR100570905B1 (ko) | 집합조직 제어를 통한 마그네슘 합금의 연성 증가 방법 | |
KR100570914B1 (ko) | 집합조직을 제어하여 고강도 마그네슘 합금을 제조하는 방법 | |
RU2251588C2 (ru) | Способ получения ультрамелкозернистых титановых заготовок |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070430 |