RU2318913C1 - METHOD FOR PRODUCING SHEETS OF β-TITANIUM ALLOYS - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING SHEETS OF β-TITANIUM ALLOYS Download PDF

Info

Publication number
RU2318913C1
RU2318913C1 RU2006119727/02A RU2006119727A RU2318913C1 RU 2318913 C1 RU2318913 C1 RU 2318913C1 RU 2006119727/02 A RU2006119727/02 A RU 2006119727/02A RU 2006119727 A RU2006119727 A RU 2006119727A RU 2318913 C1 RU2318913 C1 RU 2318913C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rolling
temperature
annealing
tpc
deformation
Prior art date
Application number
RU2006119727/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006119727A (en
Inventor
Владимир Григорьевич Комельских
Александр Николаевич Козлов
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма"
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 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма"
Priority to RU2006119727/02A priority Critical patent/RU2318913C1/en
Publication of RU2006119727A publication Critical patent/RU2006119727A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2318913C1 publication Critical patent/RU2318913C1/en

Links

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy, namely thermal-mechanical working of hard-to-form high-strength β-titanium alloys, possibly manufacture of thin sheets by rolling.
SUBSTANCE: method comprises steps of mechanically working surface of slab; subjecting it to hot, warm and cold rolling; annealing and aging it. After mechanical working, slab is subjected to scooping and to hot rolling during two stages. At first stage rolling is realized at polymorphous conversion temperature Tpc + (380 - 400)°C and at total deformation degree 85.0 - 95.0% and then blank is subjected to further annealing at temperature Tpc + (145 - 165)°C. At second stage rolling is realized at temperature Tpc + (100 - 120)°C with total deformation degree 45.0 - 55.0% and to further annealing in temperature range Tpc + (50 - 165)°C. Warm rolling is realized at temperature Tpc + (10 - 30)°C with total deformation degree 40 - 60 % for further annealing in temperature range Tpc + (70 - 100)°C. Cold rolling is performed at total deformation degree 50.0 - 55.0%.
EFFECT: improved stable strength and ductile properties of material.

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к термомеханической обработке труднодеформируемых, высокопрочных β-титановых сплавов, может быть использовано при изготовлении тонких листов методом прокатки.The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to thermomechanical processing of hardly deformable, high-strength β-titanium alloys, can be used in the manufacture of thin sheets by rolling.

Известен способ изготовления листов из титановых β-сплавов, включающий горячую прокатку с промежуточной механической обработкой поверхности и травлением, теплую прокатку в два этапа, холодную прокатку между первым и вторым этапами теплой прокатки, промежуточное травление и вакуумный отжиг (патент RU №2052534 С22F 1/18) - прототип.A known method of manufacturing sheets of titanium β-alloys, including hot rolling with intermediate mechanical surface treatment and etching, warm rolling in two stages, cold rolling between the first and second stages of warm rolling, intermediate etching and vacuum annealing (patent RU No. 2052534 C22F 1 / 18) is a prototype.

Вышеуказанный способ достаточно трудоемок за счет промежуточной механической обработки (строжки) подката, травления (приводящего к наводораживанию, а следовательно, и охрупчиванию материала в холодном состоянии), а также вакуумного отжига, очень длительной операции с медленным, не регламентированным охлаждением с печью (до 4-5 часов), в результате которого происходит снижение пластических характеристик материала за счет происходящих процессов старения.The above method is quite time-consuming due to the intermediate machining (gouging) of the tackle, etching (leading to hydrogen embrittlement and, consequently, embrittlement of the material in the cold state), as well as vacuum annealing, a very long operation with slow, unregulated cooling with the furnace (up to 4 -5 hours), which results in a decrease in the plastic characteristics of the material due to the ongoing aging processes.

Кроме того, интенсивность наводораживания материала, после вакуумного отжига, в процессе эксплуатации увеличивается в несколько раз.In addition, the intensity of hydrogen disturbance of the material, after vacuum annealing, during operation increases several times.

Целью изобретения является повышение и стабилизация уровня прочностных и пластических свойств тонких листов из высокопрочного титанового β-сплава, предназначенных для изготовления тарельчатых пружин, и снижение трудоемкости их изготовления.The aim of the invention is to increase and stabilize the level of strength and plastic properties of thin sheets of high-strength titanium β-alloy, intended for the manufacture of Belleville springs, and reduce the complexity of their manufacture.

Предложенный способ позволяет увеличить и стабилизировать прочностные и пластические свойства материала за счет глубокой проработки микроструктуры и измельчения зерна путем: снижения температуры второй горячей прокатки до 850°С и увеличения степени деформации 53,3-54,0%, снижения температуры теплой прокатки до 750°С и увеличения степени деформации при холодной прокатке до 55,0-56,0%.The proposed method allows to increase and stabilize the strength and plastic properties of the material due to the deep study of the microstructure and grain grinding by: reducing the temperature of the second hot rolling to 850 ° C and increasing the degree of deformation of 53.3-54.0%, reducing the temperature of warm rolling to 750 ° C and increase the degree of deformation during cold rolling to 55.0-56.0%.

Кроме того, исключение из технологии операции травления позволяет автоматически исключить такую трудоемкую операцию, как вакуумный отжиг, и заменить его отжигом в проходной электрической печи с регламентируемой скоростью охлаждения 100°С в мин до 200°С.In addition, the exclusion from the technology of the etching operation allows you to automatically exclude such a time-consuming operation, such as vacuum annealing, and replace it with annealing in a continuous electric furnace with a regulated cooling rate of 100 ° C per minute to 200 ° C.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является: увеличение и стабилизация прочностных и пластических свойств материала.The technical result achieved by the implementation of the invention is: increase and stabilization of the strength and plastic properties of the material.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе изготовления листов из β-титановых сплавов, включающем механическую обработку поверхности сляба, горячую, теплую, холодную прокатки, отжиг и старение, особенность заключается в том, что после механической обработки сляб шоопируют, горячую прокатку осуществляют в два этапа, при этом на первом этапе прокатку проводят при температуре Тпп+(380-400°С) с суммарной степенью деформации 85,0-95,0% с последующим отжигом при температуре Тпп+(145-165°С), а на втором этапе прокатку проводят при температуре Тпп+(100-120°С) с суммарной степенью деформации 45-55,0% с последующим отжигом в интервале температур Тпп+(50-165°С), теплую прокатку проводят при температуре Тпп+(10-30°С) с суммарной степенью деформации 40,0-60,0% с последующим отжигом, в интервале температур Тпп+(70-100°С), холодную прокатку проводят с суммарной степенью деформации 50,0-55,0%.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed method of manufacturing sheets of β-titanium alloys, including machining the surface of the slab, hot, warm, cold rolling, annealing and aging, the peculiarity is that after machining the slab is made, hot rolling is carried out in two stages, while in the first stage, rolling is carried out at a temperature of T PP + (380-400 ° C) with a total degree of deformation of 85.0-95.0%, followed by annealing at a temperature of T PP + (145-165 ° C) , and in the second stage, rolling about lead at a temperature of T PP + (100-120 ° C) with a total degree of deformation of 45-55.0% followed by annealing in the temperature range T PP + (50-165 ° C), warm rolling is carried out at a temperature of T PP + (10 -30 ° C) with a total degree of deformation of 40.0-60.0%, followed by annealing, in the temperature range T PP + (70-100 ° C), cold rolling is carried out with a total degree of deformation of 50.0-55.0% .

Горячая прокатка при температуре нагрева ниже Тпп+380°С, низкая пластичность приводит к разрушению материала, при температуре нагрева выше Тпп+400°С происходит значительное увеличение размеров зерна, что в свою очередь приводит к снижению пластичности. Снижение степени деформации менее 85,0% приводит к недостаточной проработке структуры по сечению плиты и разнозернистости, при деформации более 95,0% исчерпывается ресурс пластичности материала. Отжиг при более низкой температуре не позволяет пройти процессам рекристаллизации, появляется разнозернистость, более высокой температуре происходит значительное увеличение размеров зерна и снижение пластичности.Hot rolling at a heating temperature below T pp + 380 ° C, low ductility leads to destruction of the material, at a heating temperature above T pp + 400 ° C, a significant increase in grain size occurs, which in turn leads to a decrease in ductility. A decrease in the degree of deformation of less than 85.0% leads to insufficient elaboration of the structure along the cross-section of the slab and heterogeneity, while deformation of more than 95.0%, the resource of plasticity of the material is exhausted. Annealing at a lower temperature does not allow recrystallization processes to occur, heterogeneity appears, at a higher temperature there is a significant increase in grain size and a decrease in ductility.

На втором этапе горячей прокатки температуре нагрева ниже Тпп+100°С, низкая пластичность приводит к разрушению материала, при температуре нагрева выше Тпп+120°С происходит значительное увеличение размеров зерна. Снижение степени деформации менее 45% приводит к недостаточной проработке структуры по сечению листа и разнозернистости, при деформации более 55% исчерпывается ресурс пластичности материала.At the second stage of hot rolling, the heating temperature is below T pp + 100 ° C, low ductility leads to the destruction of the material, at a heating temperature above T pp + 120 ° C, a significant increase in grain size occurs. A decrease in the degree of deformation of less than 45% leads to insufficient elaboration of the structure along the cross section of the sheet and heterogeneity, with a deformation of more than 55%, the resource of plasticity of the material is exhausted.

Отжиг при более низкой температуре не позволяет пройти процессам рекристаллизации, появляется разнозернистость, более высокой температуре происходит значительный рост размеров зерна и снижение пластичности нестабильность уровня механических свойств.Annealing at a lower temperature does not allow recrystallization processes to occur, heterogeneity appears, at a higher temperature there is a significant increase in grain size and a decrease in plasticity, instability of the level of mechanical properties.

Теплая прокатка при температуре нагрева ниже Тпп+10°С, снижается пластичность, что приводит к разрушению материала, при температуре нагрева выше Тпп+30°С происходит значительный рост зерна, снижается пластичность и технологичность металла. Снижение степени деформации менее 40,0% приводит к недостаточной проработке структуры по сечению листа и структурной неоднородности, при деформации более 60% происходит упрочнение и снижение пластических характеристик материала.Warm rolling at a heating temperature below T pp + 10 ° C, the ductility decreases, which leads to destruction of the material, at a heating temperature above T pp + 30 ° C, a significant increase in grain occurs, the ductility and manufacturability of the metal decreases. A decrease in the degree of deformation of less than 40.0% leads to insufficient elaboration of the structure along the cross section of the sheet and structural heterogeneity, with deformation of more than 60%, hardening and a decrease in the plastic characteristics of the material occur.

Отжиг при температуре ниже температуры полиморфного превращения Тпп+(70-100°С) не позволяет пройти процессам рекристаллизации, появляется разнозернистость и недостаточная пластичность металла для последующей холодной деформации, более высокой температуре происходит значительный рост размеров зерна и снижение пластичности.Annealing at temperatures below the polymorphic transformation temperature T pp + (70-100 ° C) does not allow recrystallization processes to occur, different grain size and insufficient ductility of the metal for subsequent cold deformation, a higher temperature, a significant increase in grain size and a decrease in ductility.

Снижение степени деформации, при проведений холодной прокатки, менее 50% приводит к проработке только поверхностных слоев листа и неоднородности структуры по сечению листа, при деформации более 55% исчерпывается ресурс пластичности материала, происходит разрушение листов.Reducing the degree of deformation during cold rolling, less than 50% leads to the study of only the surface layers of the sheet and the heterogeneity of the structure over the cross section of the sheet, with deformation of more than 55%, the resource of plasticity of the material is exhausted, the sheets are destroyed.

Предлагаемый способ опробован при изготовлении листов из титанового β-сплава ТС 6. В производственных условиях листопрокатного цеха была изготовлена партия листов из сплава ТС 6 по следующей технологии.The proposed method was tested in the manufacture of sheets of TC 6 titanium β-alloy. Under the production conditions of the sheet rolling workshop, a batch of sheets of TC 6 alloy was manufactured using the following technology.

Листы изготавливались из β-кованого сляба размерами 240x870x1600 мм, с механически обработанными основными и боковыми гранями. Сляб подвергается шоопированию основных и боковых граней.The sheets were made of β-forged slab with dimensions of 240x870x1600 mm, with machined main and side faces. The slab is subjected to the shooping of the main and side faces.

Нагрев сляба проводился в электрической печи, при температуре 1130°С в течение 5,4 часа, со скоростью нагрева 1,3 мм/мин. Горячая прокатка проводилась в черновой клети стана кварто 2000 горячей прокатки с суммарной степенью деформации 88,0%, на толщину 30+-2 мм. Далее проводили отжиг плит в электрической печи, в интервале температур 900°С в течение 60 мин. После отжига выполняли сплошную абразивную зачистку поверхности плит для удаления окалины, газонасыщенного слоя и дефектов поверхности. Величина удаляемого слоя 0,3 мм на сторону. Ультразвуковой контроль - для выявления внутренних дефектов, образовавшихся в процессе плавления слитка.The slab was heated in an electric furnace at a temperature of 1130 ° C for 5.4 hours, with a heating rate of 1.3 mm / min. Hot rolling was carried out in the roughing stand of the quarto 2000 hot rolling mill with a total degree of deformation of 88.0%, to a thickness of 30 + -2 mm. Next, the plates were annealed in an electric furnace in the temperature range of 900 ° C for 60 min. After annealing, a continuous abrasive cleaning of the surface of the plates was performed to remove scale, gas-saturated layer, and surface defects. The size of the removed layer is 0.3 mm per side. Ultrasonic inspection - to detect internal defects formed during the ingot melting process.

Нагрев плит перед второй горячей прокаткой, проводился в электрической печи, при температуре 850°С, в течение 40 мин. Скорость нагрева 0,7 мм/мин.The plates were heated before the second hot rolling, in an electric furnace, at a temperature of 850 ° C, for 40 minutes. Heating rate 0.7 mm / min.

Вторая горячая прокатка проводилась в черновой клети стана кварто 2000 с суммарной степенью деформации 53,0%, на толщину 14,0+-2 мм. Отжиг плит проводился в электрической печи, при температуре 850°С, время отжига 60 мин. После отжига зачистили поверхности плит, величина удаляемого слоя составила 0,15 мм на сторону.The second hot rolling was carried out in the roughing stand of the quarto 2000 mill with a total degree of deformation of 53.0%, to a thickness of 14.0 + -2 mm. The plates were annealed in an electric furnace at a temperature of 850 ° С; the annealing time was 60 min. After annealing, the surfaces of the plates were cleaned, the size of the removed layer was 0.15 mm per side.

Нагрев горячекатаной заготовки перед теплой прокаткой проводился в электрической печи, при температуре 750°С, в течение 23 мин. Теплая прокатка заготовки проводилась в клети стана кварто 1700 теплой прокатки, с суммарной степенью деформации 58,0%, на толщину 6,0+-0,1 мм.The hot-rolled billet was heated before warm rolling in an electric furnace at a temperature of 750 ° C for 23 minutes. Warm rolling of the billet was carried out in a mill stand of a quarto 1700 warm rolling mill, with a total degree of deformation of 58.0%, to a thickness of 6.0 + -0.1 mm.

Холодная прокатка листов проводится в клети стана кварто 1700 теплой прокатки, с суммарной степенью деформации 55,0%, на толщину 2,7+-0,05 мм. Отжиг листов проводится в электрической печи, при температуре 795°С, время отжига 30 мин охлаждение на воздухе.Cold rolling of sheets is carried out in a mill stand of a quarto 1700 warm rolling mill, with a total degree of deformation of 55.0%, to a thickness of 2.7 + -0.05 mm. Annealing of the sheets is carried out in an electric furnace at a temperature of 795 ° C, annealing time of 30 minutes, cooling in air.

Опытно-промышленная партия:Pilot batch:

Листы из сплава ТС6 размерами 2,5×800×2000 ммTC6 alloy sheets with dimensions 2.5 × 800 × 2000 mm

Механические свойства.Mechanical properties.

В состоянии поставки:On Delivery:

Временное сопротивление разрыву - 98,6...100,4 кг/мм2;Temporary tear resistance - 98.6 ... 100.4 kg / mm 2 ;

Относительное удлиннение - 18,4...21,6%;Relative lengthening - 18.4 ... 21.6%;

Угол загиба- 125...143°;Bending angle - 125 ... 143 °;

После термообработки: Закалка - 800°С, выдержка 10 мин, охлаждение - вода, старение - 480°С, выдержка 25 часовAfter heat treatment: Quenching - 800 ° C, holding for 10 minutes, cooling - water, aging - 480 ° C, holding for 25 hours

Временное сопротивление разрыву - 138...145 кг/мм2;Temporary tear resistance - 138 ... 145 kg / mm 2 ;

Относительное удлиннение - 6,8...8,3%.Relative lengthening - 6.8 ... 8.3%.

Claims (1)

Способ изготовления листов из β-титановых сплавов, включающий механическую обработку поверхности сляба, горячую, теплую, холодную прокатки, отжиг и старение, отличающийся тем, что после механической обработки сляб шоопируют, горячую прокатку осуществляют в два этапа, при этом на первом этапе прокатку проводят при температуре Тпп+(380-400°С) с суммарной степенью деформации 85,0-95,0% с последующим отжигом при температуре Тпп+(145-165°С), а на втором этапе прокатку проводят при температуре Тпп+(100-120°С) с суммарной степенью деформации 45,0-55,0% с последующим отжигом в интервале температур Тпп+(50-165°С), теплую прокатку проводят при температуре Тпп+(10-30°С) с суммарной степенью деформации 40,0-60,0% с последующим отжигом в интервале температур Тпп+(70-100°С), холодную прокатку проводят с суммарной степенью деформации 50,0-55,0%.A method of manufacturing sheets of β-titanium alloys, including machining the surface of the slab, hot, warm, cold rolling, annealing and aging, characterized in that after the machining the slab is punctured, hot rolling is carried out in two stages, while the first stage is rolling at a temperature of T PP + (380-400 ° C) with a total degree of deformation of 85.0-95.0%, followed by annealing at a temperature of T PP + (145-165 ° C), and at the second stage, rolling is carried out at a temperature of T PP + (100-120 ° C) with a total degree of deformation of 45.0-55.0%, followed by conductive annealing in the temperature range BTT + (50-165 ° C), warm rolling was conducted at a temperature BTT + (10-30 ° C) with the total degree of deformation 40,0-60,0%, followed by annealing in the temperature range T pp + (70-100 ° C), cold rolling is carried out with a total degree of deformation of 50.0-55.0%.
RU2006119727/02A 2006-06-05 2006-06-05 METHOD FOR PRODUCING SHEETS OF β-TITANIUM ALLOYS RU2318913C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006119727/02A RU2318913C1 (en) 2006-06-05 2006-06-05 METHOD FOR PRODUCING SHEETS OF β-TITANIUM ALLOYS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006119727/02A RU2318913C1 (en) 2006-06-05 2006-06-05 METHOD FOR PRODUCING SHEETS OF β-TITANIUM ALLOYS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006119727A RU2006119727A (en) 2007-12-20
RU2318913C1 true RU2318913C1 (en) 2008-03-10

Family

ID=38916869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006119727/02A RU2318913C1 (en) 2006-06-05 2006-06-05 METHOD FOR PRODUCING SHEETS OF β-TITANIUM ALLOYS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2318913C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484176C2 (en) * 2011-08-24 2013-06-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method of making thin sheets from pseudo-beta-titanium alloys
RU2555267C2 (en) * 2013-06-25 2015-07-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method of fabrication of thin sheets from two-phase titanium alloy and product from these sheets

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484176C2 (en) * 2011-08-24 2013-06-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method of making thin sheets from pseudo-beta-titanium alloys
RU2555267C2 (en) * 2013-06-25 2015-07-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method of fabrication of thin sheets from two-phase titanium alloy and product from these sheets

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006119727A (en) 2007-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2378410C1 (en) Manufacturing method of plates from duplex titanium alloys
US7708845B2 (en) Method for manufacturing thin sheets of high strength titanium alloys description
WO2012032610A1 (en) Titanium material
CN110373620B (en) Method for improving hot working performance of high gamma' phase volume fraction nickel-based precipitation strengthening type superalloy
JP6176425B1 (en) α + β type titanium alloy extrusion
EP0970259A1 (en) Process for producing aluminium sheet
JP6368518B2 (en) Cu-Ti copper alloy sheet, method for producing the same, and energized component
CN113355613B (en) Production process for improving comprehensive performance of aluminum alloy plate
KR102001755B1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING ROLLED CRANE PLATE AND METHOD FOR MANUFACTURING PURITY
JP5605232B2 (en) Hot rolling method of α + β type titanium alloy
CN102011076B (en) Processing technique of niobium alloy plate
CN114393056A (en) Aeronautical high-temperature alloy plate structure and shape control method
RU2318913C1 (en) METHOD FOR PRODUCING SHEETS OF β-TITANIUM ALLOYS
CN109487102B (en) Preparation method of aluminum-magnesium-scandium alloy plate for superplastic forming
KR102178434B1 (en) Method for manufacturing of titanium plate having excellent quality of surface
JP2010082688A (en) METHOD FOR MANUFACTURING beta-TYPE TITANIUM ALLOY PLATE, AND beta-TYPE TITANIUM ALLOY PLATE
CN108193150B (en) Heat treatment method for improving impact resistance of T6/T651 state 6xxx series aluminum alloy
JP2008062255A (en) SUPERPLASTIC MOLDING METHOD FOR Al-Mg-Si BASED ALUMINUM ALLOY SHEET HAVING REDUCED GENERATION OF CAVITY, AND Al-Mg-Si BASED ALUMINUM ALLOY MOLDED SHEET
RU2335571C2 (en) Method of fabricating plates out of titanium alloy
RU2635650C1 (en) Method of thermomechanical processing of high-alloyed pseudo- (titanium alloys alloyed by rare and rare-earth metals
JP5382518B2 (en) Titanium material
WO2021133196A1 (en) Method of manufacturing tubular products from a zirconium alloy
RU2615761C1 (en) METHOD OF PRODUCING ROLLED STEEL SHEET FROM ALLOY OF Ti - 10,0-15,0 Al- 17,0-25,0 Nb - 2,0-4,0 V - 1,0-3,0 Mo - 0,1-1,0 Fe - 1,0-2,0 Zr - 0,3-0,6 Si
RU2460824C1 (en) Method for obtaining plate articles from nickel heat-resistant alloys
RU2479366C1 (en) Method of forming semis from titanium alloy bt6