RU2360030C1 - Способ термомеханической обработки титановых сплавов - Google Patents
Способ термомеханической обработки титановых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360030C1 RU2360030C1 RU2007143896/02A RU2007143896A RU2360030C1 RU 2360030 C1 RU2360030 C1 RU 2360030C1 RU 2007143896/02 A RU2007143896/02 A RU 2007143896/02A RU 2007143896 A RU2007143896 A RU 2007143896A RU 2360030 C1 RU2360030 C1 RU 2360030C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- deformation
- degree
- heating
- stage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в авиакосмической и ракетной технике для изготовления баллонов, корпусов, обтекателей, обшивки, оболочек, днищ. Для повышения уровня трещиностойкости при одновременном повышении предела прочности и повышения допустимой степени деформации термомеханическую обработку сплава проводят в десять стадий. На первой стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+170÷Тпп+270)°С, деформацию со степенью 60-90%, на второй стадии - нагрев до температуры (Тпп+70÷Тпп+200)°С, деформацию со степенью 50-70%, на третьей стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 20-40%, на четвертой стадии - нагрев до температуры (Тпп+20÷Тпп+50)°С, деформацию со степенью 30-60%, на пятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 20-50%, на шестой стадии - нагрев до температуры (Тпп+20÷Тпп+50)°С, деформацию со степенью 40-70%, на седьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 30-70%, на восьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-70÷Тпп+70)°С, деформацию со степенью 40-90%, на девятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-170÷Тпп-220)°С, деформацию со степенью 30-70%, повторяют четыре раза, на десятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-170÷Тпп-270)°С, деформацию со степенью 2-10%, где Тпп - температура полиморфного превращения. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к термомеханической обработке титановых сплавов, и может быть использовано в авиакосмической и ракетной технике для изготовления баллонов, корпусов, обтекателей, обшивки, оболочек, днищ.
Известен способ термомеханической обработки титановых сплавов, включающий:
- нагрев до температуры (1050-1200)°С (Тпп+120÷Тпп+270)°С, деформацию в процессе охлаждения до 850°С (Тпп - 80)°С;
- нагрев до температуры (880-1050)°С (Тпп-50÷Тпп+120)°С, охлаждение в процессе деформации до температуры 750°С (Тпп - 180)°С, где Тпп=920°С (Александров В.К., Аношкин Н.Ф., Белозеров А.П. «Полуфабрикаты из титановых сплавов». М., ОНТИ ВИЛС, 1996 г., с.371).
Известен способ термомеханической обработки титановых сплавов, включающий нагрев в β-области выше температуры полиморфного превращения, деформацию в процессе охлаждения до температуры на (30-70)°С ниже температуры полиморфного превращения, охлаждение, повторный нагрев в двухфазной области, повторную деформацию в этой области в процессе охлаждения, повторное охлаждение, окончательный нагрев в двухфазную область, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что с целью повышения механических свойств деформацию проводят в β- и (α+β)-областях с одинаковой степенью (40-60)%, повторный нагрев осуществляют до температуры на (20-40)° ниже температуры полиморфного превращения, повторную деформацию проводят со степенью (25-35)% при охлаждении до температуры на (100-130)°С ниже температуры полиморфного превращения, повторное охлаждение после деформации осуществляют до температуры на (180-280)°С ниже температуры полиморфного превращения, после чего дополнительно повторяют последний цикл нагрева и деформации в процессе охлаждения в тех же условиях, а охлаждение после деформации в этом цикле проводят до комнатной температуры, окончательный нагрев осуществляют до температуры на (100-300)°С ниже температуры полиморфного превращения (а.с. СССР №1740487).
Недостатком известных способов является низкий уровень трещиностойкости при пониженном пределе прочности, пониженная технологическая пластичность при деформации титановых сплавов, обработанных данными способами.
Наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому является способ термомеханической обработки титановых сплавов, включающий многократные нагревы до температуры выше и ниже температуры полиморфного превращения и деформацию в процессе охлаждения до температуры ниже температуры полиморфного превращения, в котором термомеханическую обработку проводят в шесть стадий, при этом на первых пяти стадиях осуществляют:
- нагрев до температуры (Tпп+120÷Тпп+270)°С, деформацию со степенью 50-70% при охлаждении до (Тпп-40÷Тпп-100)°С;
- нагрев до температуры (Тпп+60÷Тпп+160)°С, деформацию со степенью 40-60% при охлаждении до (Тпп-100÷Тпп-180)°С;
- нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 10-30% при охлаждении до (Тпп-140÷Тпп-160)°С;
- нагрев до температуры (Тпп+20÷Тпп+50)°С, деформацию со степенью 40-60% при охлаждении до (Тпп-110÷Тпп-130)°С;
- нагрев до температуры (Тпп+20÷ТПП+50)°С, деформацию со степенью 30-70% при охлаждении до (Тпп-110÷Тпп-130)°С;
затем на шестой стадии проводят нагрев до температуры (Тпп-400÷Тпп-500)°С с выдержкой в течение (5-20) ч, где Тпп - температура полиморфного превращения (патент РФ №2219280).
Титановые сплавы, обработанные данным способом, имеют пониженные характеристики трещиностойкости, предела прочности и технологической пластичности при обработке давлением.
Технической задачей изобретения является повышение уровня трещиностойкости
(КС усл) при одновременном повышении предела прочности (σВ) и повышение допустимой степени деформации (ε).
Поставленная техническая задача достигается тем, что предложены способы термомеханической обработки титановых сплавов, включающие многократный нагрев до температуры выше и ниже температуры полиморфного превращения и деформацию, в которых термомеханическую обработку проводят в десять стадий, при этом:
на первой стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+170÷Тпп+270)°С, деформацию со степенью 60-90%;
на второй стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+70÷Тпп+200)°С, деформацию со степенью 50-70%;
на третьей стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 20-40%;
на четвертой стадии - нагрев до температуры (Тпп+20÷Тпп+50)°С, деформацию со степенью 30-60%;
на пятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 20-50%;
на шестой стадии - нагрев до температуры (Тпп+20÷Тпп+50)°С, деформацию со степенью 40-70%;
на седьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 30-70%;
на восьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-70÷Тпп+70)°С, деформацию со степенью 40-90%;
на девятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-170÷Тпп-220)°С, деформацию со степенью 30-70%, повторяют четыре раза;
на десятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-170÷Тпп-270)°С, деформацию со степенью 2-10%, где Тпп - температура полиморфного превращения.
После десятой стадии может проводится старение при температуре (Тпп-320÷Tпп-520)°С с выдержкой 2-10 часов, или перед старением может проводиться закалка при температуре (Тпп-120÷Тпп-230)°С с охлаждением в воде или на воздухе.
В результате проведения термомеханической обработки в десять стадий при изготовлении листов, в том числе тонких, достигается высокое качество как по состоянию поверхности, так и по созданию сверхмелкозернистой структуры с нанодисперсными упрочняющими частицами α-фазы в β-матрице.
Создание однородного структурно-фазового состояния и гомогенного химического состава на первых семи стадиях при изготовлении сляба и получении сверхмелкозернистой структуры с восьмой по десятую стадиях прокатки листов обеспечивает получение высокой технологической пластичности и сочетания высокой трещиностойкости при высокой прочности.
Примеры осуществления
Были изготовлены образцы из титановых сплавов, например ВТ23Л и ВТ19-1, обработанные предлагаемым способом (1-3) и способом-прототипом (4), которые были подвергнуты механическим испытаниям.
Пример 1
На первой стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+170)°С, деформацию со степенью 60%;
на второй стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+70)°С, деформацию со степенью 50%;
на третьей стадии - нагрев до температуры (Тпп-20)°С, деформацию со степенью 20%;
на четвертой стадии - нагрев до температуры (Тпп+20)°С, деформацию со степенью 30%;
на пятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20)°С, деформацию со степенью 20%;
на шестой стадии - нагрев до температуры (Тпп+20)°С, деформацию со степенью 40%;
на седьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20)°С, деформацию со степенью 30%;
на восьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-70)°С, деформацию со степенью 40%;
на девятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-170)°С, деформацию со степенью 30%, повторяют четыре раза;
на десятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-170)°С, деформацию со степенью 2%.
Пример 2
На первой стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+270)°С, деформацию со степенью 90%;
на второй стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+200)°С, деформацию со степенью 70%;
на третьей стадии - нагрев до температуры (Тпп-40)°С, деформацию со степенью 40%;
на четвертой стадии - нагрев до температуры (Тпп+50)°С, деформацию со степенью 60%;
на пятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-40)°С, деформацию со степенью 50%;
на шестой стадии - нагрев до температуры (Тпп+50)°С, деформацию со степенью 70%;
на седьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-40)°С, деформацию со степенью 70%;
на восьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп+70)°С, деформацию со степенью 90%;
на девятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-220)°С, деформацию со степенью 70%, повторяют четыре раза;
на десятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-270)°С, деформацию со степенью 10%;
затем - старение при температуре (Тпп-420)°С с выдержкой 6 часов.
Пример 3
На первой стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+220)°С, деформацию со степенью 70%;
на второй стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+120)°С, деформацию со степенью 60%;
на третьей стадии - нагрев до температуры (Тпп-30)°С, деформацию со степенью 30%;
на четвертой стадии - нагрев до температуры (Тпп+40)°С, деформацию со степенью 50%;
на пятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-30)°С, деформацию со степенью 40%;
на шестой стадии - нагрев до температуры (Тпп+40)°С, деформацию со степенью 60%;
на седьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-30)°С, деформацию со степенью 50%;
на восьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-10)°С, деформацию со степенью 70%;
на девятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-200)°С, деформацию со степенью 50%, повторяют четыре раза;
на десятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-230)°С, деформацию со степенью 5%;
затем проводят закалку при температуре (Тпп-170)°С с охлаждением в воде или на воздухе и старение при температуре (Тпп-420)°С с выдержкой 6 часов.
В таблице представлены механические свойства титановых сплавов, полученных по предлагаемому способу и способу-прототипу.
Предлагаемый способ термомеханической обработки титановых сплавов позволит повысить уровень трещиностойкости (КС усл) на 30% при одновременном повышении предела прочности (σВ) на 25% и повысить допустимую степень деформации (ε) на 100%.
Использование предлагаемого способа термомеханической обработки позволит снизить массу конструкций на 25%, повысить их надежность работы, повысить технологичность изготовления.
| Таблица | ||||||
| Способ | ВТ23Л (Тпп=920°С) | ВТ 19-1 (Тпп=780°С) | ||||
| σВ (МПа) | КС усл (МПа·м1/2) | ε (%) | σВ (МПа) | КС усл (МПа·м1/2) | ε (%) | |
| 1 | 1520 | 170 | 75 | 1450 | 130 | 85 |
| 2 | 1550 | 160 | 70 | 1480 | 121 | 75 |
| 3 | 1530 | 164 | 72 | 1470 | 117 | 77 |
| 4 | 1200 | ПО | 30 | 1150 | 90 | 40 |
Claims (3)
1. Способ термомеханической обработки титановых сплавов, включающий многократные нагревы до температуры выше или ниже температуры полиморфного превращения и деформации, отличающийся тем, что термомеханическую обработку проводят в десять стадий, при этом на первой стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+170÷Тпп+270)°С, деформацию со степенью 60-90%, на второй стадии - нагрев до температуры (Тпп+70÷Тпп+200)°С, деформацию со степенью 50-70%, на третьей стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 20-40%, на четвертой стадии - нагрев до температуры (Тпп+20÷Тпп+50)°С, деформацию со степенью 30-60%, на пятой стадии - нагрев до температуры
(Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 20-50%, на шестой стадии - нагрев до температуры
(Тпп+20÷Тпп+50)°С, деформацию со степенью 40-70%, на седьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 30-70%, на восьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-70÷Тпп+70)°С, деформацию со степенью 40-90%, на девятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-170÷Тпп-220)°С, деформацию со степенью 30-70%, повторяют четыре раза, на десятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-170÷Тпп-270)°С, деформацию со степенью 2-10%, где Тпп - температура полиморфного превращения.
(Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 20-50%, на шестой стадии - нагрев до температуры
(Тпп+20÷Тпп+50)°С, деформацию со степенью 40-70%, на седьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 30-70%, на восьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-70÷Тпп+70)°С, деформацию со степенью 40-90%, на девятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-170÷Тпп-220)°С, деформацию со степенью 30-70%, повторяют четыре раза, на десятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-170÷Тпп-270)°С, деформацию со степенью 2-10%, где Тпп - температура полиморфного превращения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после десятой стадии проводят старение при температуре (Тпп-320÷Тпп-520)°С с выдержкой 2-10 ч.
3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что перед старением проводят закалку с температуры (Тпп-120÷Тпп-230)°С с охлаждением в воде или на воздухе.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007143896/02A RU2360030C1 (ru) | 2007-11-28 | 2007-11-28 | Способ термомеханической обработки титановых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007143896/02A RU2360030C1 (ru) | 2007-11-28 | 2007-11-28 | Способ термомеханической обработки титановых сплавов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2360030C1 true RU2360030C1 (ru) | 2009-06-27 |
Family
ID=41027190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007143896/02A RU2360030C1 (ru) | 2007-11-28 | 2007-11-28 | Способ термомеханической обработки титановых сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2360030C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2681236C1 (ru) * | 2018-01-23 | 2019-03-05 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ термической обработки листового проката из псевдо-альфа титанового сплава марки вт18у |
-
2007
- 2007-11-28 RU RU2007143896/02A patent/RU2360030C1/ru active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2681236C1 (ru) * | 2018-01-23 | 2019-03-05 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ термической обработки листового проката из псевдо-альфа титанового сплава марки вт18у |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5149629B2 (ja) | アルミニウムを主成分とするＡｌ‐Ｚｎ‐Ｃｕ‐Ｍｇ合金及びその製造方法と使用方法 | |
| EP3012338B1 (en) | High strength, high formability, and low cost aluminum lithium alloys | |
| CN112262223B (zh) | 制造耐疲劳失效性改善的7xxx系列铝合金板产品的方法 | |
| CN115595480A (zh) | 铝热加工的优化 | |
| EP3521467B1 (en) | A low cost, low density, substantially ag-free and zn-free aluminum-lithium plate alloy for aerospace application | |
| KR20210078537A (ko) | 7xxx-시리즈 알루미늄 합금 제품 | |
| JP2017532456A (ja) | アルミニウム‐マグネシウム‐リチウム合金製の展伸製品 | |
| RU2360030C1 (ru) | Способ термомеханической обработки титановых сплавов | |
| RU2369662C2 (ru) | Способ термомеханической обработки титановых сплавов | |
| EP0985738A1 (en) | Method for producing tubing products based on zircon alloys | |
| RU2484176C2 (ru) | Способ изготовления тонких листов из псевдо-бета-титановых сплавов | |
| RU2483136C1 (ru) | Способ изготовления катаных изделий из деформируемых термически неупрочняемых сплавов системы алюминий - магний | |
| RU2478130C1 (ru) | Бета-титановый сплав и способ его термомеханической обработки | |
| JP6351149B2 (ja) | チタン合金および同合金の熱処理方法 | |
| RU2368698C2 (ru) | Способ термомеханической обработки титановых сплавов | |
| RU2369661C2 (ru) | Способ термомеханической обработки титановых сплавов | |
| RU2318074C1 (ru) | Способ термомеханической обработки изделий из титановых сплавов | |
| RU2318076C1 (ru) | Способ термомеханической обработки изделий из титановых сплавов | |
| RU2318075C1 (ru) | Способ термомеханической обработки изделий из титановых сплавов | |
| RU2457273C1 (ru) | Способ термомеханической обработки изделий из титановых сплавов | |
| RU2384647C1 (ru) | Способ термомеханической обработки изделий из титановых сплавов | |
| RU2604075C1 (ru) | Способ получения наноструктурированных прутков круглого сечения из титанового сплава вт22 | |
| RU2441096C1 (ru) | Способ термомеханической обработки бета-титановых сплавов | |
| RU2562186C1 (ru) | Способ получения деформируемой заготовки из титанового сплава | |
| CN116833344A (zh) | 一种TiB增强Ti175合金环件的锻造成形及热处理工艺 |