RU2369662C2 - Method of thermo-mechanical treatment of titanium alloys - Google Patents

Method of thermo-mechanical treatment of titanium alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2369662C2
RU2369662C2 RU2007143894/02A RU2007143894A RU2369662C2 RU 2369662 C2 RU2369662 C2 RU 2369662C2 RU 2007143894/02 A RU2007143894/02 A RU 2007143894/02A RU 2007143894 A RU2007143894 A RU 2007143894A RU 2369662 C2 RU2369662 C2 RU 2369662C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
deformation
temperature
heating
stage
degree
Prior art date
Application number
RU2007143894/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007143894A (en
Inventor
Евгений Николаевич Каблов (RU)
Евгений Николаевич Каблов
Анатолий Иванович Хорев (RU)
Анатолий Иванович Хорев
Надежда Алексеевна Ночовная (RU)
Надежда Алексеевна Ночовная
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority to RU2007143894/02A priority Critical patent/RU2369662C2/en
Publication of RU2007143894A publication Critical patent/RU2007143894A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2369662C2 publication Critical patent/RU2369662C2/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to non-ferrous metallurgy and can be implemented in aerospace and rocket engineering for producing details and units of landing gears of aircraft and docking units of rockets operating under conditions of cyclic loads. The technical object of the invention is increased low-cycle fatigue (LCF) determined by number of cycles (N) up to destruction at ratios of concentration Kt=4.0 (rH=0.1 mm) and Kt=2.2 (rH=0.75 mm). Treatment of titanium alloys is carried out in eleven stages with heating to temperature above and below the temperature of polymorphic transformation and deformation. In stages from the first to the third deformation is carried out in four steps with cooling of alloy and changing direction of deformation to 90° alternating shortening and drawing. Deformation is executed in one step alternating direction of deformation at 90° from two to seven times in stages from the fourth to the eighth. Heating with conditioning from 2 to 10 hours is performed in the eleventh stage.
EFFECT: invention increases resource and reliability of parts and units of aircraft.
1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к термомеханической обработке титановых сплавов, и может быть использовано в авиакосмической и ракетной технике для создания деталей и узлов шасси самолетов и стыковочных узлов ракет, работающих в условиях циклических нагрузок.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular to the thermomechanical processing of titanium alloys, and can be used in aerospace and rocket technology to create parts and components of the landing gear of aircraft and docking nodes of rockets operating under cyclic loads.

Известен способ термомеханической обработки титановых сплавов, включающий:A known method of thermomechanical processing of titanium alloys, including:

- нагрев до температуры (1050-1200)°С (Тпп+120÷Тпп+270)°С, деформацию в процессе охлаждения до 850°С (Тпп-80)°С;- heating to a temperature of (1050-1200) ° C (T pp + 120 ÷ T pp +270) ° C, deformation during cooling to 850 ° C (T pp -80) ° C;

- 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).- heating to a temperature of (880-1050) ° C (T pp -50 ÷ T pp +120) ° C, cooling during deformation to a temperature of 750 ° C (T pp -180) ° C, where T pp = 920 ° C (Alexandrov V.K., Anoshkin N.F., Belozerov A.P. “Semi-finished products from titanium alloys. M., ONTI VILS, 1996, p. 371).

Известен также способ термомеханической обработки, применяемый при изготовлении изделий из титановых сплавов включающий нагрев в β-область 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°С 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).There is also known a method of thermomechanical processing used in the manufacture of products from titanium alloys, including heating in the β-region above the temperature of the polymorphic transformation, deformation during cooling to a temperature of 30-70 ° C below the temperature of the polymorphic transformation, cooling, reheating in a two-phase region, repeated deformation in this area during cooling, re-cooling, final heating into a two-phase region, holding and cooling, characterized in that in order to increase the mechanical solid deformation is carried out in β- and (α + β) -regions with the same degree of 40-60%, reheating is carried out to a temperature of 20-40 ° C below the polymorphic transformation temperature, repeated deformation is carried out with a degree of 25-35% when cooled to temperatures 100-130 ° C below the temperature of the polymorphic transformation, re-cooling after deformation is carried out to a temperature of 180-280 ° C below the temperature of the polymorphic transformation, after which the last cycle of heating and deformation is repeated during cooling under the same conditions, and cooling e after deformation in this cycle is carried out to room temperature, the final heating is carried out to a temperature of 100-300 ° C below the temperature of the polymorphic transformation (a.c. USSR No. 1740487).

Недостатком способа является низкий уровень циклической прочности титановых сплавов.The disadvantage of this method is the low level of cyclic strength of titanium alloys.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип 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, выдержку и охлаждение, в котором термомеханическую обработку проводят в шесть стадий, при этом на первых пяти стадиях осуществляют:The closest analogue taken as a prototype is a method for thermomechanical processing of titanium alloys, including multiple heating to a temperature above and below the polymorphic transformation temperature and deformation during cooling to a temperature below the polymorphic transformation temperature, exposure and cooling, in which thermomechanical processing is carried out in six stages, while in the first five stages carry out:

- нагрев до температуры (Тпп+120÷Тпп+270)°С, деформацию со степенью 50-70% при охлаждении до (Тпп-40÷Тпп-100)°С;- heating to a temperature of (T pp + 120 ÷ T pp +270) ° C, deformation with a degree of 50-70% upon cooling to (T pp -40 ÷ T pp -100) ° C;

- нагрев до температуры (Тпп+60÷Тпп+160)°С, деформацию со степенью 40-60% при охлаждении до (Тпп-100÷Тпп-180)°С;- heating to a temperature of (T pp + 60 ÷ T pp +160) ° C, deformation with a degree of 40-60% upon cooling to (T pp -100 ÷ T pp -180) ° C;

- нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 10-30% при охлаждении до (Тпп-140÷Тпп-160)°С;- heating to a temperature of (T pp -20 ÷ T pp -40) ° C, deformation with a degree of 10-30% upon cooling to (T pp -140 ÷ T pp -160) ° C;

- нагрев до температуры (Тпп+20÷Тпп+50)°С, деформацию со степенью 40-60% при охлаждении до (Тпп-110÷Тпп-130)°С;- heating to a temperature of (T pp + 20 ÷ T pp +50) ° C, deformation with a degree of 40-60% upon cooling to (T pp -110 ÷ T pp -130) ° C;

- нагрев до температуры (Тпп+20÷Тпп+50)°С, деформацию со степенью 30-70% при охлаждении до (Тпп-110÷Тпп-130)°С;- heating to a temperature of (T pp + 20 ÷ T pp +50) ° C, deformation with a degree of 30-70% upon cooling to (T pp -110 ÷ T pp -130) ° C;

затем на шестой стадии проводят нагрев до температуры (Тпп-400÷Тпп-500)°С с выдержкой в течение 5-20 часов, где Тпп - температура полного полиморфного превращения (патент РФ №2219280).then, at the sixth stage, heating is carried out to a temperature of (T pp -400 ÷ T pp -500) ° C with holding for 5-20 hours, where T pp is the temperature of the complete polymorphic transformation (RF patent No. 22219280).

Сплав, обработанный этим способом, имеет пониженные значения малоцикловой усталости при различных концентраторах напряжения.The alloy processed in this way has lower low-cycle fatigue values at various stress concentrators.

Технической задачей изобретения является повышение малоцикловой усталости (МЦУ), определяемой числом циклов (N) до разрушения при коэффициентах концентрации Kt=4,0 (rн=0,1 мм) и Kt=2,2 (rн=0,75 мм).An object of the invention is to increase low-cycle fatigue (MCU), determined by the number of cycles (N) to failure at concentration coefficients K t = 4.0 (r n = 0.1 mm) and K t = 2.2 (r n = 0, 75 mm).

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен способ термомеханической обработки титановых сплавов, включающий многократные нагревы до температуры выше или ниже температуры полиморфного превращения и деформации в процессе охлаждения до температуры ниже полиморфного превращения, выдержку и охлаждение, в котором термомеханическую обработку проводят в одиннадцать стадий, при этом:The stated technical problem is achieved by the fact that the proposed method of thermomechanical processing of titanium alloys, including multiple heating to a temperature above or below the temperature of the polymorphic transformation and deformation during cooling to a temperature below the polymorphic transformation, exposure and cooling, in which the thermomechanical treatment is carried out in eleven stages, this:

на первой стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+290÷Тпп+370)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп+100÷Тпп-70)°С с изменением направления деформации на 90° при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 20÷50% на каждом этапе;at the first stage, heating is carried out to a temperature of (T pp + 290 ÷ T pp +370) ° C, deformation in four stages upon cooling to a temperature of (T pp + 100 ÷ T pp -70) ° C with a change in the direction of deformation by 90 ° at alternating draft and drawing with a degree of deformation of 20 ÷ 50% at each stage;

на второй стадии - нагрев до температуры (Тпп+180÷Тпп+270)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп+50÷Тпп-90)°С с изменением направления деформации на 90°С при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 20÷50% на каждом этапе;at the second stage - heating to a temperature of (T pp + 180 ÷ T pp +270) ° C, deformation in four stages when cooling to a temperature of (T pp + 50 ÷ T pp -90) ° C with a change in the direction of deformation by 90 ° C when alternating precipitation and drawing with a degree of deformation of 20 ÷ 50% at each stage;

на третьей стадии - нагрев до температуры (Тпп+80÷Тпп+170)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп-30÷Тпп-200)°C с изменением направления деформации на 90°С при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 20÷50% на каждом этапе;at the third stage - heating to a temperature of (T pp + 80 ÷ T pp +170) ° C, deformation in four stages when cooling to a temperature of (T pp -30 ÷ T pp -200) ° C with a change in the direction of deformation by 90 ° C when alternating precipitation and drawing with a degree of deformation of 20 ÷ 50% at each stage;

на четвертой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 15-60%;at the fourth stage - heating to a temperature (T pp -20 ÷ T pp -40) ° C, deformation with a degree of 15-60%;

на пятой стадии - нагрев до температуры (Тпп+30÷Тпп+60)°С, деформацию со степенью 30-60%;at the fifth stage - heating to a temperature (T pp + 30 ÷ T pp +60) ° C, deformation with a degree of 30-60%;

на шестой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 20-40% в процессе охлаждения до температуры (Тпп-110÷Тпп-130)°С;at the sixth stage, heating to a temperature (T pp -20 ÷ T pp -40) ° C, deformation with a degree of 20-40% during cooling to a temperature (T pp -110 ÷ T pp -130) ° C;

на седьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп+20÷Тпп+50)°С, деформацию со степенью 30-60% в процессе охлаждения до температуры (Тпп-110÷Тпп-130)°C;at the seventh stage, heating to a temperature (T pp + 20 ÷ T pp +50) ° C, deformation with a degree of 30-60% during cooling to a temperature (T pp -110 ÷ T pp -130) ° C;

на восьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 20-60% в процессе охлаждения до температуры (Тпп-110÷Тпп-130)°С;at the eighth stage - heating to a temperature (T pp -20 ÷ T pp -40) ° C, deformation with a degree of 20-60% during cooling to a temperature (T pp -110 ÷ T pp -130) ° C;

на девятой стадии - нагрев до температуры (Тпп+80÷Тпп+150)°С, деформацию при прокатке со степенью 40-70%;at the ninth stage - heating to a temperature (T pp + 80 ÷ T pp +150) ° C, deformation during rolling with a degree of 40-70%;

на десятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-50)°С, деформацию при прокатке со степенью 30-60%;at the tenth stage, heating to a temperature of (T pp -20 ÷ T pp -50) ° C, deformation during rolling with a degree of 30-60%;

затем на одиннадцатой стадии проводят нагрев до температуры (Тпп-320÷Тпп-520)°С с выдержкой 2-10 часов, где Тпп - температура полиморфного превращения;then at the eleventh stage, heating is carried out to a temperature of (T pp -320 ÷ T pp -520) ° C with a holding time of 2-10 hours, where T pp is the temperature of the polymorphic transformation;

при этом деформацию на стадиях с четвертой по восьмую осуществляют в один этап с изменением направления деформирования на 90° от двух до четырех раз.while the deformation in stages four through eight is carried out in one stage with a change in the direction of deformation by 90 ° from two to four times.

На первых трех стадиях проводится всесторонняя деформация после нагревов в β-области, что обеспечивает получение однородной по химическому составу, макро- и микроструктуры заготовки (сляба). Понижение температуры начала и конца деформации при каждой последующей стадии обеспечивает уменьшение величины β-зерна и создание сверхмелкозернистой β-структуры. Окончание деформации при более низкой температуре, чем начало деформации, создает горячий наклеп, повышающий дисперсность фазы при последующем нагреве в β-области.In the first three stages, a comprehensive deformation is carried out after heating in the β-region, which ensures the preparation of a workpiece (slab) that is homogeneous in chemical composition, macro- and microstructure. Lowering the temperature of the beginning and end of deformation at each subsequent stage ensures a decrease in the β-grain size and the creation of an ultrafine-grained β-structure. The end of the deformation at a lower temperature than the beginning of the deformation creates a hot hardening, which increases the dispersion of the phase upon subsequent heating in the β-region.

При последующих нагревах и деформациях происходит создание однородного структурного и фазового состояния за счет трех фазовых перекристаллизаций, заключающихся в деформации в α+β-области на четвертой, шестой и восьмой стадиях и нагреве в β-области на пятой, седьмой и девятой стадиях. В процессе деформации в α+β-области более интенсивная деформация проходит в зонах с меньшей величиной зерна, а при нагреве в β-области более интенсивно в этих зонах идет процесс рекристаллизации и рост зерен. В других зонах с более крупным зерном деформация идет менее интенсивно и с меньшей скоростью идет процесс рекристаллизации. Таким образом происходит выравнивание структуры. При трех фазовых перекристаллизациях достигается создание однородной сверхмелкозернистой структуры.Upon subsequent heating and deformation, a homogeneous structural and phase state is created due to three phase recrystallizations, which consist of deformation in the α + β region at the fourth, sixth and eighth stages and heating in the β region at the fifth, seventh and ninth stages. During deformation in the α + β region, more intense deformation occurs in zones with a smaller grain size, and upon heating in the β region, the process of recrystallization and grain growth proceed more intensively in these zones. In other areas with larger grains, the deformation is less intense and the recrystallization process is proceeding at a slower rate. Thus, the alignment of the structure occurs. With three phase recrystallizations, a homogeneous ultrafine-grained structure is achieved.

Заготовка с такой структурой имеет малую глубину окисления по границам зерен, а следовательно требует меньшей глубины механической обработки поверхности перед прокаткой плит на девятой и десятой стадиях.A preform with such a structure has a shallow oxidation depth along the grain boundaries, and therefore requires a lower depth of surface machining before rolling the plates in the ninth and tenth stages.

Деформация при прокатке на десятой стадии в α+β-области обеспечивает измельчение внутризеренной структуры и создание прерывистости и зубчатости границ.Deformation during rolling at the tenth stage in the α + β-region provides grinding of the intragranular structure and the creation of discontinuity and serration of the boundaries.

При последней одиннадцатой стадии обработки (старении) достигается распад метастабильных фаз и дисперсионное упрочнение.In the last eleventh treatment stage (aging), the decomposition of metastable phases and dispersion hardening are achieved.

Выполнение одиннадцати стадий обработки обеспечивает получение повышенных значений малоцикловой усталости при различных концентраторах напряжения.The implementation of the eleven stages of processing provides high values of low-cycle fatigue at various stress concentrators.

Примеры осуществленияExamples of implementation

Были изготовлены образцы из титановых сплавов, например ВТ-23 и ВТ-43, обработанные предлагаемым способом термомеханической обработки (1-3) и способом-прототипом (4), которые были подвергнуты механическим испытаниям.Samples were made of titanium alloys, for example, VT-23 and VT-43, processed by the proposed method of thermomechanical processing (1-3) and the prototype method (4), which were subjected to mechanical tests.

Пример 1Example 1

на первой стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+290)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп+100)°С с изменением направления деформации на 90 при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 20% на каждом этапе;at the first stage, heating is carried out to a temperature of (T pp +290) ° C, deformation in four stages upon cooling to a temperature of (T pp +100) ° C with a change in the direction of deformation by 90 upon alternating draft and drawing with a degree of deformation of 20% for each stage;

на второй стадии - нагрев до температуры (Тпп+180)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп+50)°С с изменением направления деформации на 90°С при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 20% на каждом этапе;at the second stage - heating to a temperature of (T pp +180) ° C, deformation in four stages upon cooling to a temperature of (T pp +50) ° C with a change in the direction of deformation by 90 ° C with alternating precipitation and drawing with a degree of deformation of 20% at every stage;

на третьей стадии - нагрев до температуры (Тпп+80)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп-30)°С с изменением направления деформации на 90°С при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 20% на каждом этапе;at the third stage - heating to a temperature of (T pp +80) ° C, deformation in four stages upon cooling to a temperature of (T pp -30) ° C with a change in the direction of deformation by 90 ° C with alternating precipitation and drawing with a degree of deformation of 20% at every stage;

на четвертой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20)°С, деформацию со степенью 15%;at the fourth stage - heating to a temperature (T pp -20) ° C, deformation with a degree of 15%;

на пятой стадии - нагрев до температуры (Тпп+30)°С, деформацию с изменением направления деформирования на 90° со степенью 30%(первое изменение направления);at the fifth stage - heating to a temperature (T pp +30) ° C, deformation with a change in the direction of deformation by 90 ° with a degree of 30% (first change of direction);

на шестой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20)°С, деформацию с изменением направления деформирования на 90° со степенью 20% в процессе охлаждения до температуры (Тпп-110)°С (второе изменение направления);at the sixth stage, heating to a temperature of (T pp -20) ° C, deformation with a change in the direction of deformation by 90 ° with a degree of 20% during cooling to a temperature of (T pp -110) ° C (second change of direction);

на седьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп+20)°С, деформацию со степенью 30% в процессе охлаждения до температуры (Тпп-110)°С;at the seventh stage - heating to a temperature of (T pp +20) ° C, deformation with a degree of 30% during cooling to a temperature of (T pp -110) ° C;

на восьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20)°С, деформацию со степенью 20% в процессе охлаждения до температуры (Тпп-110)°С;at the eighth stage, heating to a temperature of (T pp -20) ° C, deformation with a degree of 20% during cooling to a temperature of (T pp -110) ° C;

на девятой стадии - нагрев до температуры (Тпп+80)°С, деформацию при прокатке со степенью 40%;at the ninth stage, heating to a temperature (T pp +80) ° C, deformation during rolling with a degree of 40%;

на десятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20)°С, деформацию при прокатке со степенью 30%;at the tenth stage - heating to a temperature (T pp -20) ° C, deformation during rolling with a degree of 30%;

затем на одиннадцатой стадии проводят нагрев до температуры (Тпп-320)°С с выдержкой 2 часа, где Тпп - температура полиморфного превращения.then, at the eleventh stage, heating is carried out to a temperature of (T PP -320) ° C with a holding time of 2 hours, where T PP is the temperature of the polymorphic transformation.

При этом деформация на стадиях с четвертой по восьмую осуществляют в один этап с изменением направления деформировании на 90 два раза (на 5 и 6 стадиях).In this case, the deformation in stages four through eight is carried out in one stage with a change in the direction of deformation by 90 two times (in stages 5 and 6).

Пример 2Example 2

на первой стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+370)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп-70)°С с изменением направления деформации на 90° при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 50% на каждом этапе;at the first stage, heating is carried out to a temperature of (T pp +370) ° C, deformation in four stages upon cooling to a temperature of (T pp -70) ° C with a change in the direction of deformation by 90 ° when alternating draft and drawing with a degree of deformation of 50% every stage;

на второй стадии - нагрев до температуры (Тпп+270)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп-90)°С с изменением направления деформации на 90°С при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 50% на каждом этапе;at the second stage - heating to a temperature of (T pp +270) ° C, deformation in four stages upon cooling to a temperature of (T pp -90) ° C with a change in the direction of deformation by 90 ° C with alternating precipitation and drawing with a degree of deformation of 50% at every stage;

на третьей стадии - нагрев до температуры (Тпп+170)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп-200)°С с изменением направления деформации на 90°С при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 50% на каждом этапе;at the third stage - heating to a temperature of (T pp +170) ° C, deformation in four stages upon cooling to a temperature of (T pp -200) ° C with a change in the direction of deformation by 90 ° C with alternating precipitation and drawing with a degree of deformation of 50% at every stage;

на четвертой стадии - нагрев до температуры (Тпп-40)°С, деформацию со степенью 60%;at the fourth stage - heating to a temperature (T pp -40) ° C, deformation with a degree of 60%;

на пятой стадии - нагрев до температуры (Тпп+60)°С, деформацию с изменением направления деформирования на 90° со степенью 60% (первое изменение);at the fifth stage - heating to a temperature (T pp +60) ° C, deformation with a change in the direction of deformation by 90 ° with a degree of 60% (first change);

на шестой стадии - нагрев до температуры (Тпп-40)°С, деформацию с изменением направления деформирования на 90° со степенью 40% в процессе охлаждения до температуры (Тпп-130)°С (второе изменение);at the sixth stage, heating to a temperature of (T pp -40) ° C, deformation with a change in the direction of deformation by 90 ° with a degree of 40% during cooling to a temperature of (T pp -130) ° C (second change);

на седьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп+50)°С, деформацию с изменением направления деформирования на 90° со степенью 60% в процессе охлаждения до температуры (Тпп-130)°С (третье изменение);at the seventh stage, heating to a temperature of (T pp +50) ° C, deformation with a change in the direction of deformation by 90 ° with a degree of 60% during cooling to a temperature of (T pp -130) ° C (third change);

на восьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-40)°С, деформацию со степенью 60% в процессе охлаждения до температуры (Тпп-130)°С;at the eighth stage, heating to a temperature of (T pp -40) ° C, deformation with a degree of 60% during cooling to a temperature of (T pp -130) ° C;

на девятой стадии - нагрев до температуры (Тпп+150)°С, деформацию при прокатке со степенью 70%;at the ninth stage - heating to a temperature (T pp +150) ° C, deformation during rolling with a degree of 70%;

на десятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-50)°С, деформацию при прокатке со степенью 60%;at the tenth stage - heating to a temperature (T pp -50) ° C, deformation during rolling with a degree of 60%;

затем на одиннадцатой стадии проводят нагрев до температуры (Тпп-520)°С с выдержкой 10 часов, где Тпп - температура полиморфного превращения;then, at the eleventh stage, heating is carried out to a temperature of (T PP -520) ° C with a holding time of 10 hours, where T PP is the temperature of the polymorphic transformation;

При этом деформация на стадиях с четвертой по восьмую осуществляют в один этап с изменением направления деформировании на 90° три раза (на 5, 6 и 7 стадиях).In this case, the deformation in stages four through eight is carried out in one stage with a change in the direction of deformation by 90 ° three times (at stages 5, 6 and 7).

Пример 3Example 3

на первой стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+320)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп+20)°С с изменением направления деформации на 90° при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 30% на каждом этапе;at the first stage, heating is carried out to a temperature of (T pp +320) ° C, deformation in four stages upon cooling to a temperature of (T pp +20) ° C with a change in the direction of deformation by 90 ° when alternating draft and drawing with a degree of deformation of 30% every stage;

на второй стадии - нагрев до температуры (Тпп+220)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп-20)°С с изменением направления деформации на 90°С при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 30% на каждом этапе;at the second stage - heating to a temperature of (T pp +220) ° C, deformation in four stages upon cooling to a temperature of (T pp -20) ° C with a change in the direction of deformation by 90 ° C with alternating precipitation and drawing with a degree of deformation of 30% at every stage;

на третьей стадии - нагрев до температуры (Тпп+120)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп-110)°С с изменением направления деформации на 90°С при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 30% на каждом этапе;at the third stage - heating to a temperature of (T pp +120) ° C, deformation in four stages upon cooling to a temperature of (T pp -110) ° C with a change in the direction of deformation by 90 ° C with alternating precipitation and drawing with a degree of deformation of 30% at every stage;

на четвертой стадии - нагрев до температуры (Тпп-30)°С, деформацию с изменением направления деформирования на 90° со степенью 30 (первое изменение);at the fourth stage - heating to a temperature (T pp -30) ° C, deformation with a change in the direction of deformation by 90 ° with a degree of 30 (first change);

на пятой стадии - нагрев до температуры (Тпп+45)°С, деформацию с изменением направления деформирования на 90° со степенью 40% (второе изменение);at the fifth stage - heating to a temperature (T pp +45) ° C, deformation with a change in the direction of deformation by 90 ° with a degree of 40% (second change);

на шестой стадии - нагрев до температуры (Тпп-30)°С, деформацию с изменением направления деформирования на 90° со степенью 30% в процессе охлаждения до температуры (Тпп-120)°С (третье изменение);at the sixth stage, heating to a temperature of (T pp -30) ° C, deformation with a change in the direction of deformation by 90 ° with a degree of 30% during cooling to a temperature of (T pp -120) ° C (third change);

на седьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп+30)°С, деформацию со степенью 40% в процессе охлаждения до температуры (Тпп-120)°С;at the seventh stage - heating to a temperature of (T pp +30) ° C, deformation with a degree of 40% during cooling to a temperature of (T pp -120) ° C;

на восьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-30)°С, деформацию с изменением направления деформирования на 90° со степенью 40% в процессе охлаждения до температуры (Тпп-120)°С (четвертое изменение);at the eighth stage, heating to a temperature of (T pp -30) ° C, deformation with a change in the direction of deformation by 90 ° with a degree of 40% during cooling to a temperature of (T pp -120) ° C (fourth change);

на девятой стадии - нагрев до температуры (Тпп+110)°С, деформацию при прокатке со степенью 50%;at the ninth stage, heating to a temperature of (T pp +110) ° C, deformation during rolling with a degree of 50%;

на десятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-30)°С, деформацию при прокатке со степенью 40%;at the tenth stage - heating to a temperature (T pp -30) ° C, deformation during rolling with a degree of 40%;

затем на одиннадцатой стадии проводят нагрев до температуры (Тпп-420)°С с выдержкой 6 часов, где Тпп - температура полиморфного превращения. При этом деформация на стадиях с четвертой по восьмую осуществляют в один этап с изменением направления деформировании на 90° четыре раза (на 4, 5, 6 и 8 стадиях).then, at the eleventh stage, heating is carried out to a temperature of (T PP -420) ° C with a holding time of 6 hours, where T PP is the temperature of the polymorphic transformation. In this case, the deformation in the fourth to eighth stages is carried out in one stage with a change in the direction of deformation by 90 ° four times (at stages 4, 5, 6 and 8).

Предлагаемый способ термомеханической обработки титановых сплавов позволяет на порядок повысить малоцикловую усталость при различных концентраторах напряжения.The proposed method of thermomechanical processing of titanium alloys allows an order of magnitude to increase low-cycle fatigue at various stress concentrators.

Применение предлагаемого способа термомеханической обработки позволит повысить ресурс и надежность деталей и узлов летательных аппаратов.The application of the proposed method of thermomechanical processing will increase the resource and reliability of parts and components of aircraft.

ТаблицаTable ВТ23 (Тпп=920°С) σB=1300 МПа σmax цикла=600 МПаVT23 (T pp = 920 ° C) σ B = 1300 MPa σ max cycle = 600 MPa ВТ43 (Тпп=910°С) σВ=1400 МПа σmax цикла=600 МПаVT43 (T pp = 910 ° C) σ B = 1400 MPa σ max cycle = 600 MPa Kt=2,2 (rн=0,75 мм)K t = 2.2 (r n = 0.75 mm) Kt=4,0 (rн=0,1 мм)K t = 4.0 (r n = 0.1 mm) Kt=2,2 (rн=0,75 мм)K t = 2.2 (r n = 0.75 mm) Kt=4,0 (rн=0,1 мм)K t = 4.0 (r n = 0.1 mm) 1one 3000030000 130000130,000 5500055,000 210000210000 22 3500035,000 250000250000 6000060,000 270000270000 33 3200032000 170000170000 5700057000 240000240000 4four 30003000 1300013000 50005000 2500025,000

Claims (1)

Способ термомеханической обработки титановых сплавов, включающий многократные нагревы до температуры выше или ниже температуры полиморфного превращения и деформации в процессе охлаждения до температуры ниже полиморфного превращения, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что термомеханическую обработку проводят в одиннадцать стадий, при этом на первой стадии осуществляют нагрев до температуры (Тпп+290÷Тпп+370)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп+100÷Тпп-70)°С с изменением направления деформации на 90° при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 20-50% на каждом этапе, на второй стадии - нагрев до температуры (Тпп+180÷Тпп+270)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп+50÷Тпп-90)°С с изменением направления деформации на 90°С при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 20-50% на каждом этапе, на третьей стадии - нагрев до температуры (Тпп+80÷Тпп+170)°С, деформацию в четыре этапа при охлаждении до температуры (Тпп-30÷Тпп-200)°С с изменением направления деформации на 90°С при чередовании осадки и вытяжки со степенью деформации 20-50% на каждом этапе, на четвертой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 15-60%, на пятой стадии - нагрев до температуры
пп+30÷Тпп+60)°С, деформацию со степенью 30-60%, на шестой стадии - нагрев до температуры (Tпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 20-40% в процессе охлаждения до температуры (Tпп-110÷Тпп-130)°C, на седьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп+20÷Тпп+50)°С, деформацию со степенью 30-60% в процессе охлаждения до температуры (Тпп-110÷Тпп-130)°С, на восьмой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-40)°С, деформацию со степенью 20-60% в процессе охлаждения до температуры (Tпп-110÷Тпп-130)°С, на девятой стадии - нагрев до температуры (Тпп+80÷Тпп+150)°С, деформацию при прокатке со степенью 40-70%, на десятой стадии - нагрев до температуры (Тпп-20÷Тпп-50)°С, деформацию при прокатке со степенью 30-60%, затем на одиннадцатой стадии проводят нагрев до температуры (Тпп-320÷Тпп-520)°С с выдержкой 2-10 часов, где Тпп - температура полиморфного превращения, при этом деформацию на стадиях с четвертой по восьмую осуществляют в один этап с изменением направления деформации на 90° от двух до четырех раз.
A method for thermomechanical processing of titanium alloys, including multiple heating to a temperature above or below the temperature of polymorphic transformation and deformation during cooling to a temperature below polymorphic transformation, exposure and cooling, characterized in that the thermomechanical treatment is carried out in eleven stages, while the first stage is heated to a temperature (BTT + 290 ÷ BTT +370) ° C, the deformation in four stages with cooling to a temperature (BTT + 100 ÷ BTT -70) ° C with a variation in the deformation direction at 90 ° with eredovanii precipitation and drawing with the strain of 20-50% at each stage, the second stage - heating to a temperature (BTT + 180 ÷ BTT +270) ° C, the deformation in four stages with cooling to a temperature (BTT + 50 ÷ BTT -90) ° C with a variation in the deformation direction at 90 ° C with alternating precipitation and drawing with the degree of deformation of 20-50% in each stage, in the third step - heating to a temperature (BTT + 80 ÷ BTT +170) ° C, deformation in four stages when cooled to a temperature of (T pp -30 ÷ T pp -200) ° C with a change in the direction of deformation by 90 ° C when alternating precipitation and drawing with degrees deformation of 20-50% at each stage, at the fourth stage - heating to a temperature (T pp -20 ÷ T pp -40) ° C, deformation with a degree of 15-60%, at the fifth stage - heating to a temperature
(T pp + 30 ÷ T pp +60) ° C, deformation with a degree of 30-60%, at the sixth stage - heating to a temperature (T pp -20 ÷ T pp -40) ° C, deformation with a degree of 20-40% during cooling to a temperature of (T pp -110 ÷ T pp -130) ° C, at the seventh stage, heating to a temperature of (T pp + 20 ÷ T pp +50) ° C, deformation with a degree of 30-60% during cooling to a temperature (T pp -110 ÷ T pp -130) ° C, at the eighth stage - heating to a temperature (T pp -20 ÷ T pp -40) ° C, deformation with a degree of 20-60% during cooling to a temperature ( T claims BTT -110 ÷ -130) ° C, the ninth stage - heating to a temperature (BTT + 80 ÷ BTT +150) ° C, a deformation at n okatke with a degree of 40-70% at the tenth step - heating to a temperature (BTT BTT -20 ÷ -50) ° C, deformation during rolling with a degree of 30-60%, followed by the eleventh step is carried out heating to a temperature (BTT -320 ÷ T pp -520) ° C with a holding time of 2-10 hours, where T pp is the temperature of the polymorphic transformation, while the deformation in stages four to eight is carried out in one stage with a change in the direction of deformation by 90 ° from two to four times .
RU2007143894/02A 2007-11-28 2007-11-28 Method of thermo-mechanical treatment of titanium alloys RU2369662C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143894/02A RU2369662C2 (en) 2007-11-28 2007-11-28 Method of thermo-mechanical treatment of titanium alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143894/02A RU2369662C2 (en) 2007-11-28 2007-11-28 Method of thermo-mechanical treatment of titanium alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007143894A RU2007143894A (en) 2009-06-10
RU2369662C2 true RU2369662C2 (en) 2009-10-10

Family

ID=41024078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007143894/02A RU2369662C2 (en) 2007-11-28 2007-11-28 Method of thermo-mechanical treatment of titanium alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2369662C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457273C1 (en) * 2011-04-05 2012-07-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method of thermomechanical treatment of items from titanium alloys
RU2617188C2 (en) * 2015-10-13 2017-04-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method of processing of titanium alloy semi-finished products

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117696805B (en) * 2023-12-27 2024-09-13 北京钢研高纳科技股份有限公司 Ti3Al alloy thin bar and preparation method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457273C1 (en) * 2011-04-05 2012-07-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method of thermomechanical treatment of items from titanium alloys
RU2617188C2 (en) * 2015-10-13 2017-04-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method of processing of titanium alloy semi-finished products

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007143894A (en) 2009-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2675886C2 (en) Thermomechanical processing of two-phase alpha-beta titanium alloys
EP3067435B1 (en) Method for producing a heavy-duty component made of an alpha+gamma titanium aluminide alloy for piston engines and gas turbines, in particular jet engines
KR102039770B1 (en) Split-pass open-die forging for hard-to-forge, strain-path sensitive titanium-base and nickel-base alloys
CN104762576B (en) The preparation method of TC18 titanium alloy the whole network basket tissue medium format overlength bar
RU2460825C1 (en) Method for obtaining high-strength wire from titanium-based alloy of structural purpose
JP2016517471A5 (en)
JP2013518181A5 (en)
JP5873874B2 (en) Manufacturing method of forged products of near β-type titanium alloy
CN102517530A (en) Hot working method for improving structure property of Ti5553 titanium alloy
RU2369662C2 (en) Method of thermo-mechanical treatment of titanium alloys
CN108893691B (en) Method for controlling uniformity of structural properties of high-strength high-plasticity TB6 titanium alloy wire
CN111647835B (en) Method for improving mechanical heat treatment of beta-type titanium alloy
CN102758161B (en) Method for obtaining tri-state tissue from titanium alloy
RU2457273C1 (en) Method of thermomechanical treatment of items from titanium alloys
RU2318074C1 (en) Method of the thermomechanical processing of the articles made out of the titanium alloys
RU2360030C1 (en) Method of titanium alloys thermomechanical treatment
RU2318075C1 (en) Method of the thermomechanical processing of the articles made out of the titanium alloys
RU2368697C2 (en) Method of thermomechanical treatment of titanium alloys
RU2318076C1 (en) Method of the thermomechanical processing of the articles made out of the titanium alloys
RU2369661C2 (en) Method of thermo-mechanical treatment of titanium alloys
RU2478130C1 (en) Beta-titanium alloy and method of its thermomechanical treatment
RU2219280C2 (en) Method of thermo-mechanical treatment of titanium alloys
Gupta et al. Development of large-sized Titanium alloy Ti6Al4V and nickel-based superalloy Inconel-718 forgings for Reusable Launch Vehicle-Technology Demonstrator flight
RU2384647C1 (en) Method of thermomechanical treatment of products made of titanium alloys
RU2562186C1 (en) Procedure for production of deformable blank out of titanium alloy