RU2381296C1 - СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6Al-4V - Google Patents
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6Al-4V Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381296C1 RU2381296C1 RU2008118260/02A RU2008118260A RU2381296C1 RU 2381296 C1 RU2381296 C1 RU 2381296C1 RU 2008118260/02 A RU2008118260/02 A RU 2008118260/02A RU 2008118260 A RU2008118260 A RU 2008118260A RU 2381296 C1 RU2381296 C1 RU 2381296C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- annealing
- sheets
- ingot
- roll
- strip
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способу изготовления тонких листов из высокопрочного титанового сплава Ti-6Al-4V методом рулонной прокатки. Способ включает предварительную обработку слитка, резку листов и отделочные операции. Предварительную обработку слитка проводят последовательной ковкой или штамповкой слитка в β или в α+β областях с получением сляба. Сляб прокатывают в черновой и чистовой клетях с получением полосы и ее смоткой в рулон, с последующим травлением и отжигом. Затем проводят холодную прокатку полосы за несколько циклов до получения полосы заданной толщины и микроструктуры со смоткой ее в рулон с последующим отжигом и травлением. Технический результат - получение заданной микрокристаллической структуры, что обеспечивает высокий уровень прочностных и усталостных характеристик. 3 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способу изготовления тонких листов из высокопрочного титанового сплава Ti-6Al-4V методом рулонной прокатки, которые могут быть использованы в приборостроении, аэрокосмической технике, а также в медицине.
Известен способ изготовления листовых полуфабрикатов из технического титана, включающий предварительную обработку заготовки, холодную прокатку и отжиг, при котором предварительную обработку ведут на структуру с субмикронным размером зерен, прокатку ведут за несколько проходов до получения полуфабриката заданной толщины или твердости, при этом отжиг осуществляют перед прокаткой и/или между проходами при температуре ниже температуры начала рекристаллизации
tнр, с уменьшением твердости на величину, компенсируемую при последующей прокатке (патент РФ №2224046, МПК C22F 1/18, публ. 2004.02.20).
Особенностью данного способа является то, что он специализирован для изготовления листовых полуфабрикатов из технического титана (а-сплавы), а также требует трудоемкую предварительную обработку для получения в заготовке под прокатку структуры с субмикронным размером зерен.
Известен способ изготовления тонких листов из высокопрочных титановых сплавов, в частности, из двухфазного титанового сплава Ti-6Al-4V, включающий операции подготовки заготовки и горячую деформацию пакета заготовок в оболочке, исходную заготовку с размером зерна α-фазы не более 2 мкм получают методом горячей прокатки кованого или штампованного сляба с относительной толщиной h3/hk=8,0-10,0, где h3 - толщина исходной заготовки перед пакетной прокаткой, мм, hk - конечная толщина готовых листов, мм, затем охлаждают со скоростью 200-400°С/мин, а последующую термомеханическую обработку проводят в квазиизотермических условиях методом горячей прокатки пакета заготовок, помещенных в стальной кейс, в продольном и поперечном направлениях с разворотом на 90°, причем изменение направления прокатки осуществляют при достижении суммарной степени деформации в одном направлении 60-70% (патент РФ №2250806, МПК F21B 1/83, публ. 2005.04.27) - прототип.
Предлагаемый способ позволяет на существующем промышленном оборудовании без капитальных дополнительных затрат изготавливать тонкие крупногабаритные листы с заданной микрокристаллической структурой и комплексом механических свойств.
Недостатком данного способа является значительное усложнение технологического процесса, обусловленное появлением трудоемких дополнительных технологических операций, связанных с подготовкой заготовки и горячей деформацией пакета заготовок в оболочке, и, как следствие этого, относительно низкий выход годного, высокие трудозатраты и затраты электроэнергии.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является получение качественного листового полуфабриката из высокопрочного титанового сплава марки Ti-6Al-4V с повышенным выходом годного при минимальных трудовых и энергетических затратах.
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в приобретении изделиями, изготовленным методом рулонной холодной прокатки из вышеуказанного сплава, микроструктуры, которая обеспечивает им высокий уровень и однородность прочностных и усталостных характеристик.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения листов из титанового сплава Ti-6Al-4V, включающем предварительную обработку слитка, резку листов и отделочные операции, при этом предварительную обработку слитка проводят последовательной ковкой или штамповкой слитка в β или в α+β областях с получением сляба, сляб прокатывают в черновой клети при температуре металла (Tпп+100)±10°C с суммарной степенью деформации 80-95% и в чистовой клети при температуре металла (Tпп+30)±10°C с суммарной степенью деформации 60-85% с получением полосы и ее смоткой в рулон, с последующим травлением и отжигом, затем проводят холодную прокатку полосы за несколько циклов до получения полосы заданной толщины и микроструктуры со смоткой ее в рулон с последующим отжигом и травлением, при этом в каждом цикле холодную прокатку ведут с суммарной степенью деформации 10-25%, отжиг проводят при температуре (Тпп 100…170)±10°C, а на последнем цикле отжиг осуществляют при температуре (Тпп 170…220)±10°C, где Тпп - температура полиморфного превращения сплава. Суть предлагаемого изобретения заключается в следующем.
Первая ковка слитка в сляб при температурах β, (α+β)-области разрушает литую структуру и позволяет предварительно подготовить микроструктуру (измельчить зерно) для последующей прокатки сляба в β-области.
Прокатка в β-области и последующий отжиг имеют цель - формирование структуры, в которой исходное β-зерно вытянуто вдоль направления прокатки, а его внутризеренная структура состоит из вторичных α-пластин. При этом вторая горячая прокатка в чистовой клети позволяет сформировать приемлемые геометрические размеры заготовки для последующей холодной прокатки. Термомеханические режимы горячей прокатки подобраны опытным путем.
Холодная прокатка с последующим отжигом при температуре (Тпп 100…220)±10°C за несколько циклов позволяет трансформировать грубую крупнозернистую пластинчатую структуру в мелкозернистую глобулярную, представляющую округлые частицы α-фазы размером 2-5 мкм в β-матрице. Холодная прокатка в рулоне производится с суммарной степенью деформации за одну прокатку 10-25%, что является необходимым для завершения преобразования крупнозернистой пластинчатой структуры в глобулярную мелкозернистую. При деформации выше 25% возможно образование трещин по краям заготовки. Последний отжиг производится при температуре (Тпп 170…220)±10°C с целью предотвращения роста зерен.
Изобретение иллюстрируется следующими материалами.
Фиг.1 - показана микроструктура заготовки после горячей прокатки в чистовой клети из титанового сплава Ti-6Al-4V.
Фиг.2 - микроструктура листов из титанового сплава Ti-6Al-4V, изготовленных методом рулонной прокатки.
Возможность осуществления изобретения поясняется примером изготовления листов из титанового сплава Ti-6Al-4V габаритами 1,524×914×2438, изготовленных методом рулонной холодной прокатки.
Сляб был изготовлен штамповкой слитка в β-области из сплава Ti-6Al-4V, размерами 270×1070×1600, Тпп=980°С.
В печи СРЗ 20.80 сляб нагрели на температуру 1080°С. На стане 2000 горячей прокатки (черновая клеть) сляб был выкатан на полосу толщиной 14 мм и длиной 30 м. После обрезки переднего и заднего конца полосу нагрели в проходной рольганговой газовой печи на температуру 1010°С и на чистовой клети стана 2000 (с моталками в печах) выкатали на толщину 4,0 мм и смотали в рулон, протравили и отожгли при температуре 850°С, далее рулон подвергли двойному травлению в агрегате непрерывного травления со съемом 0,1-0,15 мм.
Полученная микроструктура после горячей прокатки и последующего отжига - анизотропная, исходное β-зерно вытянуто вдоль направления прокатки, а внутризеренная структура состоит из вторичных α-пластин (фиг.1).
Далее были последовательно проведены две операции холодной рулонной прокатки, включающие:
- холодную прокатку рулона на стане 2000 холодной прокатки со степенью деформации 20%;
- отжиг рулона в агрегате непрерывного отжига при температуре 850°С после первой прокатки и 780°С - после второй;
- двойное травление в агрегате непрерывного травления со съемом 0,1-0,15 мм.
На этом этапе была сформирована микроструктура листов, а затем проводились адьюстажные отделочные операции по известным схемам,
включающие:
- холодную прогладку рулона на стане 2000 со степенью деформации 2% и травление;
- раскрой рулона на листы и травление в агрегате листового травления;
- обезводораживающий вакуумный отжиг листов;
- прогладка, шлифование, осветление листов и окончательная приемка. Микроструктура полученных листов приведена на фиг.2, где:
а - продольное сечение (×500);
б - продольное сечение (×1000);
в - поперечное сечение (×500);
г - поперечное сечение (×1000).
Результаты исследования микроструктуры приведены в таблице 1.
Таблица 1 | ||
Состояние | Размер α-фазы, мкм | Степень глобуляризации, % |
В состоянии поставки | 2-5 | 20-50 |
В таблице 2 приведены механические свойства листов из сплава Ti-6Al-4V, изготовленных по заявленному способу и в соответствии с прототипом (патент РФ №2250806).
Таблица 2 | ||||||
Габариты листов, мм | вдоль направления прокатки | поперек направления прокатки | ||||
σ0,2, МПа | σв, МПа | относительное удлинение, % | σ0,2, МПа | σв, МПа | относительное удлинение, % | |
Прототип | ||||||
2,23×915×1650 | 978 | 1049 | 12,0 | 1071 | 1073 | 8,0 |
2,32×1219×3658 | 876 | 903 | 15,6 | 888 | 916 | 10,6 |
Заявленный способ | ||||||
1,524×914×2438 | 898 | 1008 | 12,6 | 990 | 1044 | 11,4 |
1,524×914×2438 | 877 | 1007 | 13,4 | 1009 | 1068 | 10,8 |
Угол изгиба был испытан согласно требованиям AMS-T9046 на оправке диаметром 9t 20,0 мм и составил 180° в продольном и поперечном направлениях.
Материал рулона пригоден для суперпластичной деформации (SPF).
Как видно из таблицы 2 и приведенных данных, тонкие листы, изготовленные из титанового сплава класса Ti-6Al-4V по заявленному способу, имеют близкие прочностные и технологические свойства с аналогичными листами, изготовленными по прототипу.
В таблице 3 приведены выходы годного, трудо- и энергозатраты при производстве 1 тонны листового проката, изготовленного 2 способами: 1 - в соответствии с прототипом, 2 - по заявленному способу.
Таблица 3 | |||||
Выход годного, % | Трудоемкость, ч/ч* | Электроэнергия, кВт/ч | |||
Прототип | Заявленный способ | Прототип | Заявленный способ | Прототип | Заявленный способ |
50,01 | 71,5 | 729,67/140,75 | 221,41/40,6 | 10938 | 32720 |
Увеличение на 21,4 | Уменьшение на 508,26/100,15 | Уменьшение на 21782 |
По сравнению с прототипом при реализации заявленного способа:
- выход годного увеличился в 1,43 раза;
- трудозатраты уменьшились в 3,3 раза;
- затраты электроэнергии уменьшились в 3 раза.
Claims (1)
- Способ получения листов из титанового сплава Ti-6Al-4V, включающий предварительную обработку слитка, резку листов и отделочные операции, отличающийся тем, что предварительную обработку слитка проводят последовательной ковкой или штамповкой слитка в β или в α+β областях с получением сляба, сляб прокатывают в черновой клети при температуре металла (Тпп+100)±10°C с суммарной степенью деформации 80-95% и в чистовой клети при температуре металла (Тпп+30)±10°C с суммарной степенью деформацией 60-85% с получением полосы и ее смоткой в рулон, с последующим травлением и отжигом, затем проводят холодную прокатку полосы за несколько циклов до получения полосы заданной толщины и микроструктуры со смоткой ее в рулон с последующим отжигом и травлением, при этом в каждом цикле холодную прокатку ведут с суммарной степенью деформации 10-25%, отжиг проводят при температуре (Тпп-100…170)±10°С, а на последнем цикле отжиг осуществляют при температуре (Тпп-170…220)±10°С, где Tпп - температура полиморфного превращения сплава.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118260/02A RU2381296C1 (ru) | 2008-05-07 | 2008-05-07 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6Al-4V |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118260/02A RU2381296C1 (ru) | 2008-05-07 | 2008-05-07 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6Al-4V |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008118260A RU2008118260A (ru) | 2009-11-20 |
RU2381296C1 true RU2381296C1 (ru) | 2010-02-10 |
Family
ID=41477457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008118260/02A RU2381296C1 (ru) | 2008-05-07 | 2008-05-07 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6Al-4V |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2381296C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2569605C1 (ru) * | 2014-06-03 | 2015-11-27 | Публичное акционерное общество "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" (ПАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА") | Способ получения тонких листов из титанового сплава ti-6,5al-2,5sn-4zr-1nb-0,7mo-0,15si |
RU2573158C2 (ru) * | 2011-06-17 | 2016-01-20 | Титаниум Металс Корпорейшн | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВЫХ СПЛАВОВ АЛЬФА-БЕТА-Ti-Al-V-Mo-Fe |
RU2675011C1 (ru) * | 2017-12-14 | 2018-12-14 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ изготовления плоских изделий из гафнийсодержащего сплава на основе титана |
RU2691471C1 (ru) * | 2018-09-26 | 2019-06-14 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления листового проката из титанового сплава марки вт8 |
-
2008
- 2008-05-07 RU RU2008118260/02A patent/RU2381296C1/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573158C2 (ru) * | 2011-06-17 | 2016-01-20 | Титаниум Металс Корпорейшн | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВЫХ СПЛАВОВ АЛЬФА-БЕТА-Ti-Al-V-Mo-Fe |
RU2569605C1 (ru) * | 2014-06-03 | 2015-11-27 | Публичное акционерное общество "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" (ПАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА") | Способ получения тонких листов из титанового сплава ti-6,5al-2,5sn-4zr-1nb-0,7mo-0,15si |
RU2675011C1 (ru) * | 2017-12-14 | 2018-12-14 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ изготовления плоских изделий из гафнийсодержащего сплава на основе титана |
RU2691471C1 (ru) * | 2018-09-26 | 2019-06-14 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления листового проката из титанового сплава марки вт8 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008118260A (ru) | 2009-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8597442B2 (en) | Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products of made thereby | |
US7708845B2 (en) | Method for manufacturing thin sheets of high strength titanium alloys description | |
WO2004101838A1 (en) | Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby | |
CN103045978B (zh) | Tc18钛合金板材的制备方法 | |
JP2016517471A5 (ru) | ||
CN104694888B (zh) | 一种高纯铜靶材的制备方法 | |
CN105506525A (zh) | 一种Ti2AlNb基合金大规格均匀细晶棒材的制备方法 | |
WO1998040528A1 (en) | Process for producing aluminium sheet | |
JP2012515847A (ja) | 一体構造のアルミニウム合金ターゲットとそれを製造する方法 | |
RU2381296C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6Al-4V | |
CN110773686B (zh) | 一种紧固件用tb3钛合金丝材的制备方法 | |
CN112337972A (zh) | 二次变形制备高性能镁合金的方法 | |
CN111549306B (zh) | 一种超高强钛合金热轧棒材的制备方法 | |
RU2635650C1 (ru) | Способ термомеханической обработки высоколегированных псевдо-β титановых сплавов, легированных редкими и редкоземельными металлами | |
RU2583567C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСОБО ТОНКИХ ЛИСТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6,5Al-2,5Sn-4Zr-1Nb-0,7Mo-0,15Si | |
RU2569605C1 (ru) | Способ получения тонких листов из титанового сплава ti-6,5al-2,5sn-4zr-1nb-0,7mo-0,15si | |
RU2250806C1 (ru) | Способ изготовления тонких листов из высокопрочных титановых сплавов | |
RU2318913C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ β-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ | |
RU2460824C1 (ru) | Способ получения листовых изделий из никелевых жаропрочных сплавов | |
Naizabekov et al. | Evolution of the brass microstructure during rolling in relief and smooth rolls | |
RU2785129C1 (ru) | Способ изготовления тонких листов из двухфазных титановых сплавов | |
RU2409445C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЗАГОТОВКИ ИЗ (α+β)-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ | |
JP2871292B2 (ja) | α+β型チタン合金板の製造方法 | |
JPH09285801A (ja) | ステンレス形鋼の製造方法及び製造設備 | |
RU2069602C1 (ru) | Способ получения изделий из порошковой быстрорежущей стали |