RU2469122C1 - Способ термомеханической обработки заготовок из двухфазных титановых сплавов - Google Patents
Способ термомеханической обработки заготовок из двухфазных титановых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2469122C1 RU2469122C1 RU2011142725/02A RU2011142725A RU2469122C1 RU 2469122 C1 RU2469122 C1 RU 2469122C1 RU 2011142725/02 A RU2011142725/02 A RU 2011142725/02A RU 2011142725 A RU2011142725 A RU 2011142725A RU 2469122 C1 RU2469122 C1 RU 2469122C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- workpieces
- deformation
- titanium alloys
- alloy
- Prior art date
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способам термомеханической обработки для получения в штампованных заготовках и полуфабрикатах из титановых сплавов повышенных эксплуатационных и технологических свойств, и может быть использовано в авиастроении, автомобильной промышленности. Способ термомеханической обработки заготовок из двухфазных титановых сплавов включает многоэтапную интенсивную пластическую деформацию с накопленной логарифмической степенью деформации не менее двух и старение. Интенсивную пластическую деформацию заготовок осуществляют с поэтапным снижением температуры в интервале 0,99-0,3 от температуры полиморфного превращения сплава, при этом на последнем этапе деформации заготовке придают окончательную форму. Перед старением заготовки нагревают до температуры 0,99-0,85 от температуры полиморфного превращения сплава со скоростью не менее 50°С в минуту и закаливают. Технический результат - повышение прочностных характеристик двухфазных титановых сплавов и производительности процесса обработки. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способам термомеханической обработки для получения в штампованных заготовках и полуфабрикатах из титановых сплавов повышенных эксплуатационных и технологических свойств, и может быть использовано в металлургии, машиностроении, авиастроении, автомобильной промышленности и т.д.
В серийных технологических процессах изготовления поковок и штамповок из титановых сплавов, как правило, руководствуются рекомендациями и требованиями отраслевых стандартов, которые нормируют термомеханические режимы обработки, уровень получаемых механических свойств. Например, штамповки и поковки из титанового сплава ВТ6 (аналог: Ti-6Al-4V) в закаленном и состаренном состоянии должны иметь следующие механические свойства, не менее: предел прочности σв=(1079…1226) МПа, относительное удлинение δ=6%, относительное сужение ψ=20% (отраслевой стандарт ОСТ 92-0966-75 «Штамповки и поковки из титановых сплавов. Технические требования». Введен в действие 01.10.1975). Эти установленные стандартом значения механических свойств имеют хороший уровень, но не вполне соответствуют современным требованиям развития техники - повышению ресурса, надежности, снижению металлоемкости.
Известен способ изготовления листовых полуфабрикатов из двухфазных титановых сплавов (патент РФ №2058418, МПК С22F 1/18, опубл. 20.04.1996), включающий предварительную обработку в β и (α+β) области и прокатку при температуре ниже температуры полиморфного превращения, причем прокатку ведут при температуре начала деформации на 400-550°С ниже температуры полиморфного превращения со скоростью 10-4-10-2 с-1 и степенью деформации 5-15%, после чего дополнительно проводят отжиг при температуре на 400-550°С ниже температуры полиморфного превращения в течение 10-30 мин, и этот цикл обработки повторяют до достижения суммарной степени деформации 75-95%.
К недостаткам известного способа следует отнести несущественное, по сравнению с отраслевым стандартом, повышение уровня механических свойств, невысокую производительность, ограниченную возможность деформационного воздействия на заготовку - прокатку.
Известен способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов, включающий интенсивную пластическую деформацию заготовки в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах при температуре 600°С с накопленной логарифмической степенью деформации не менее двух, причем перед интенсивной пластической деформацией проводят термическую обработку, которая включает закалку с температуры полиморфного превращения минус 10°С в воду и высокотемпературное старение при температуре 675-700°С в течение 4 ч с охлаждением на воздухе, а после интенсивной пластической деформации осуществляют экструдирование заготовки в несколько проходов при температуре 300°С с коэффициентом вытяжки не менее 1,2 (патент РФ №2285740, МПК C22F 1/18, опубл. 20.10.2006). Указанный способ как наиболее близкий принят за прототип.
К недостаткам прототипа можно отнести невысокий уровень механических свойств в получаемых заготовках, а также невысокую производительность обработки.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение уровня прочностных свойств заготовок и повышение производительности обработки.
Поставленная задача решается способом термомеханической обработки заготовок из двухфазных титановых сплавов, включающим многоэтапную интенсивную пластическую деформацию с накопленной логарифмической степенью деформации не менее двух и старение, в котором в отличие от прототипа интенсивную пластическую деформацию заготовок осуществляют с поэтапным снижением температуры в интервале 0,99-0,3 от температуры полиморфного превращения сплава, при этом на последнем этапе деформации заготовке придают окончательную форму, затем перед старением нагревают до температуры 0,99-0,85 от температуры полиморфного превращения сплава со скоростью не менее 50°С в минуту и закаливают.
Согласно изобретению:
- после закалки заготовки калибруют в изотермических условиях при температуре не выше температуры старения;
- интенсивную пластическую деформацию осуществляют методом всесторонней ковки.
Указанный технический результат достигается благодаря следующему.
Известно, что высокие механические свойства достигаются структурным состоянием материала - высокой дисперсностью и равномерностью выделений упрочняющих интерметаллидных фаз. Интенсивная пластическая деформация при поэтапном снижении температуры обеспечивает получение ультрамелкозернистой структуры. Последующий нагрев под закалку приводит к растворению легирующих компонентов в матрице сплава, т.е. ведет к образованию твердого раствора. Последующая закалка приводит к пересыщению твердого раствора и выпадению из него при старении дисперсной упрочняющей фазы, которая благодаря мелкозернистой структуре сплава распределяется равномерно как в объеме зерен, так и по их границам. Это обеспечивает повышение уровня прочностных свойств. Нагрев заготовок под закалку со скоростью не ниже 50°С в минуту предотвращает интенсивный рост зерен в ультрамелкозернистой структуре материала и повышает производительность обработки.
Способ осуществляют следующим образом.
Предварительно проводят многоэтапную интенсивную пластическую деформацию заготовок с накопленной логарифмической степенью деформации не менее двух в интервале 0,99-0,3 от температуры полиморфного превращения сплава с поэтапным ее понижением. Верхнее значение температуры деформирования выбрано из условия предотвращения интенсивного роста зерна, которое происходит при высоких температурах обработки, а нижнее значение - из условия обеспечения пластичности, достаточной для деформирования заготовки. На последнем этапе деформирования заготовке придают окончательную форму. Деформацию можно осуществлять методом всесторонней ковки.
Затем перед старением заготовки нагревают до температуры 0,99-0,85 от температуры полиморфного превращения со скоростью не менее 50°С в минуту и закаливают.
В частных случаях использования изобретения после закалки заготовки калибруют в изотермических условиях при температуре не выше температуры старения.
Пример осуществления изобретения.
В качестве исходного материала использовали заготовки из титанового сплава ВТ6 размером ⌀ 62×70 мм, изготовленные из горячекатаного прутка ⌀ 65 мм, который имел следующие кратковременные механические свойства при комнатной температуре:
Предел прочности σв, МПа - 928
Предел текучести σ0,2, МПа - 878
Предел текучести σ0,2, МПа - 878
Относительное удлинение δ, % - 17
Относительное сужение ψ, % - 37
Предел выносливости HV, МПа - 3408
Размер микрозерна - 26…48 мкм.
Температура полиморфного превращения данного сплава составляет 968°С. Заготовки подвергли термомеханической обработке: всесторонняя изотермическая ковка в 11 циклов с поэтапным снижением температуры в интервале 920-650°С; нагрев до температуры 960°С в соляной ванне со скоростью 50°С в минуту, закалка в воду и последующее старение при 480°С.
В таблице представлены механические свойства заготовок, обработанных по предложенному способу, а также заготовок, обработанных по прототипу.
Таблица | ||
Механические свойства | Состояние сплава | |
После обработки по прототипу | После обработки по предлагаемому способу | |
Предел прочности σв, МПа | 1370 | 1640 |
Предел текучести σ0,2, МПа | 1270 | 1557 |
Относительное удлинение δ, % | 11 | 7 |
Относительное сужение ψ,% | 37 | 35 |
Сравнительный анализ показывает улучшение прочностных свойств заготовок, обработанных по предложенному способу. При этом наблюдается некоторое снижение показателей относительного удлинения и сужения материала, что существенно не отражается на эксплуатационных характеристиках изделий, полученных из этих заготовок.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет повысить прочностные характеристики двухфазных титановых сплавов и производительность процесса обработки.
Claims (3)
1. Способ термомеханической обработки заготовок из двухфазных титановых сплавов, включающий многоэтапную интенсивную пластическую деформацию с накопленной логарифмической степенью деформации не менее двух и старение, отличающийся тем, что интенсивную пластическую деформацию заготовок осуществляют с поэтапным снижением температуры в интервале 0,99-0,3 от температуры полиморфного превращения сплава, при этом на последнем этапе деформации заготовке придают окончательную форму, затем перед старением заготовки нагревают до температуры 0,99-0,85 от температуры полиморфного превращения сплава со скоростью не менее 50°С в минуту и закаливают.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после закалки заготовки калибруют в изотермических условиях при температуре не выше температуры старения.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что интенсивную пластическую деформацию осуществляют методом всесторонней ковки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142725/02A RU2469122C1 (ru) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | Способ термомеханической обработки заготовок из двухфазных титановых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142725/02A RU2469122C1 (ru) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | Способ термомеханической обработки заготовок из двухфазных титановых сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2469122C1 true RU2469122C1 (ru) | 2012-12-10 |
Family
ID=49255748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011142725/02A RU2469122C1 (ru) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | Способ термомеханической обработки заготовок из двухфазных титановых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2469122C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2285738C1 (ru) * | 2005-04-29 | 2006-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов |
RU2285740C1 (ru) * | 2005-04-29 | 2006-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов |
US20070193018A1 (en) * | 2006-02-23 | 2007-08-23 | Ati Properties, Inc. | Methods of beta processing titanium alloys |
US20110180188A1 (en) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | Ati Properties, Inc. | Production of high strength titanium |
US20110192509A1 (en) * | 2008-09-22 | 2011-08-11 | Snecma | Method for forging a titanium alloy thermomechanical part |
-
2011
- 2011-10-21 RU RU2011142725/02A patent/RU2469122C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2285738C1 (ru) * | 2005-04-29 | 2006-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов |
RU2285740C1 (ru) * | 2005-04-29 | 2006-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ термомеханической обработки двухфазных титановых сплавов |
US20070193018A1 (en) * | 2006-02-23 | 2007-08-23 | Ati Properties, Inc. | Methods of beta processing titanium alloys |
US20110192509A1 (en) * | 2008-09-22 | 2011-08-11 | Snecma | Method for forging a titanium alloy thermomechanical part |
US20110180188A1 (en) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | Ati Properties, Inc. | Production of high strength titanium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101758956B1 (ko) | 알파/베타 티타늄 합금의 가공 | |
EP2324137B1 (en) | Process for forming aluminium alloy sheet components | |
RU2364660C1 (ru) | Способ получения ультрамелкозернистых заготовок из титановых сплавов | |
US9297059B2 (en) | Method for the manufacture of wrought articles of near-beta titanium alloys | |
CN103045974B (zh) | 提高变形铝合金强度并保持其塑性的热加工方法 | |
CN111004950B (zh) | 2000铝合金型材及其制造方法 | |
US10047425B2 (en) | Artificial aging process for high strength aluminum | |
US20040140025A1 (en) | Method for shortening production time of heat treated aluminum alloys | |
CN110551953A (zh) | 具有中间淬火的高强度铝热冲压 | |
US4295901A (en) | Method of imparting a fine grain structure to aluminum alloys having precipitating constituents | |
CN111041391B (zh) | 一种铝合金挤压型材及其在线淬火工艺 | |
DE14758586T1 (de) | Blech aus Aluminiumlegierung für die Struktur eines Kraftfahrzeugs | |
US5964967A (en) | Method of treatment of metal matrix composites | |
WO2009102233A1 (ru) | Способ штамповки заготовок из наноструктурных титановых сплавов | |
RU2469122C1 (ru) | Способ термомеханической обработки заготовок из двухфазных титановых сплавов | |
EP2157196A1 (en) | Method of processing maraging steel | |
RU2285737C1 (ru) | Способ термомеханической обработки титановых заготовок | |
RU2468114C1 (ru) | Способ получения сверхпластичного листа из алюминиевого сплава системы алюминий-литий-магний | |
RU2478130C1 (ru) | Бета-титановый сплав и способ его термомеханической обработки | |
RU2707006C1 (ru) | Способ штамповки заготовок с ультрамелкозернистой структурой из двухфазных титановых сплавов | |
US20040140026A1 (en) | Method for shortening production time of heat treated aluminum alloy castings | |
RU2534909C1 (ru) | СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ ОБЪЕМНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ Al-Cu-Mg-Ag СПЛАВОВ | |
RU2569605C1 (ru) | Способ получения тонких листов из титанового сплава ti-6,5al-2,5sn-4zr-1nb-0,7mo-0,15si | |
CN117136248A (zh) | 用于制造高强度紧固件的材料及其生产方法 | |
RU2266171C1 (ru) | Способ изготовления промежуточной заготовки из (альфа+бета)- титановых сплавов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |