RU2561567C1 - Способ термической обработки крупногабаритных изделий из высокопрочного титанового сплава - Google Patents
Способ термической обработки крупногабаритных изделий из высокопрочного титанового сплава Download PDFInfo
- Publication number
- RU2561567C1 RU2561567C1 RU2014123937/02A RU2014123937A RU2561567C1 RU 2561567 C1 RU2561567 C1 RU 2561567C1 RU 2014123937/02 A RU2014123937/02 A RU 2014123937/02A RU 2014123937 A RU2014123937 A RU 2014123937A RU 2561567 C1 RU2561567 C1 RU 2561567C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- aging
- hours
- cooling
- range
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к областям металлургии, а именно к способам термической обработки высоколегированных псевдо-β титановых сплавов. Способ термической обработки крупногабаритных изделий из высокопрочного титанового сплава, содержащего, мас.%: 4,0…6,3 алюминия, 4,5…5,9 ванадия, 4,5…5,9 молибдена, 2,0…3,6 хрома, 0…5 циркония, 0…6 олова, 0…0,5 кремния, титан и неизбежные примеси - остальное, включает охлаждение со скоростью V1<3°С/мин из однофазной β-области до температуры T1<370°С и последующее старение при температуре Т2=370…600°С в течение 1…12 часов. После старения дополнительно осуществляют нагрев и обработку сплава в интервале температур Т3=Т2…Тβ в течение 1…12 часов, охлаждение со скоростью V2>V1 до температуры Т4, которая не выше температуры Т2, и последующее повторное старение в интервале температур Т2 в течение 1…12 часов. Обеспечивается повышение прочности и ударной вязкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к областям металлургии сплавов на основе титана и машиностроения, а именно описывает способы термической обработки высоколегированных псевдо-β титановых сплавов. Данное изобретение может быть использовано для повышения комплекса механических свойств высоколегированных псевдо-β титановых сплавов.
Сплавы на основе титана являются одним из важнейших конструкционных материалов и с каждым годом расширяются области их использования. Ответственные сферы применения этих (аэрокосмическая техника, судостроение и т.д.) сплавов требуют улучшения механических и эксплуатационных свойств за счет оптимизации их фазового и структурного состояния методами термического и термомеханического воздействия.
В настоящее время известен способ термической обработки крупногабаритных изделий из титановых сплавов Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr [1] и Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-Zr [2], который заключается в нагреве до температуры (Тβ-(30…70))°C, выдержке при этой температуре в течение 2…5 ч, последующем охлаждении на воздухе или в воде и старении при температуре 540…600°C в течение 8…16 ч. Недостатком данном способа является недостаточный уровень прочности и энергоемкости разрушения, по сравнению с другими техническими решениями.
Также известен способ термической обработки псевдо-β-титановых сплавов BASCA (англ. «Beta Annealing, Slow Cooling, Aging») [4, 5], включающий охлаждение со скоростью менее 3°C/мин из однофазной β-области до температуры ниже 370°C и последующее старение при температуре 370…600°C в течение 1…12 часов. Указанное техническое решение, как наиболее близкое к заявленному техническому решению, принято в качестве прототипа.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение уровня прочности и энергоемкости разрушения высоколегированного псевдо-β сплава, содержащего 4,0…6,3 мас.% алюминия, 4,5…5,9 мас.% ванадия, 4,5…5,9 мас.% молибдена, 2,0…3,6 мас.% хрома, 0…5 мас.% циркония, 0…6 мас.% олова, 0…0,5 мас.% кремния, титан и неизбежные примеси - остальное.
Для решения указанной технической задачи предложен способ термической обработки крупногабаритных изделий и полуфабрикатов:
1. Способ термической обработки крупногабаритных изделий из высокопрочного титанового сплава, содержащего 4,0…6,3 мас.% алюминия, 4,5…5,9 мас.% ванадия, 4,5…5,9 мас.% молибдена, 2,0…3,6 мас.% хрома, 0…5 мас.% циркония, 0…6 мас.% олова, 0…0,5 мас.% кремния, титан и неизбежные примеси - остальное, включающий охлаждение со скоростью V1<3°C/мин из однофазной β-области до температуры T1<370°C и последующее старение при температуре Т2=370…600°C в течение 1…12 часов, отличающийся тем, что после старения дополнительно осуществляют нагрев и обработку сплава в интервале температур Т3=Т2…Тβ в течение 1…12 часов, охлаждение со скоростью V2>V1 до температуры Т4, которая не выше температуры Т2, и последующее повторное старение в интервале температур Т2 в течение 1…12 часов, где V1 - скорость первого охлаждения, V1 - скорость второго охлаждения, T1 - температура окончания замедленного охлаждения, Т2 - температурный интервал старения, Т3 - температурный интервал высокотемпературного отжига, Тβ - температура полного полиморфного превращения.
2. Способ по п. 1. отличающийся тем, что обработку в интервале температур Т3=Т2…Тβ проводят в две стадии, при температурах Т5 и Т6, причем температуру Т5 выбирают из диапазона 750…770°C, а температуру назначают из соотношения Т6=Т5+10…20°C, где Т5 - температура первой стадии высокотемпературного отжига, Т6 - температура второй стадии высокотемпературного отжига.
Пример.
Это техническое решение подтверждено исследованиями сплава VST5553, содержащего 4,98 мас.% Al, 5,41 мас.% Мо, 5,45 мас.% V, 2,94 мас.% Cr, титан и примеси - остальное. Температура полного полиморфного превращения Тβ исследуемой плавки сплава, определенная методом пробных закалок, составляла 848°C.
Обрабатываемый образец сплава нагревался в термической печи в однофазную β-область и выдерживался при температуре нагрева в течение 1 ч для полного перехода структуры в однофазное состояние. После изотермической выдержки в однофазной области образец охлаждался с печью до комнатной температуры, после чего нагревался до температуры Т2=600°C и выдерживался при данной температуре в течение 6 ч. После выдержки образец нагревался до температуры Т5=Тβ-90°C=770°C и выдерживался при этой температуре в течение 3 ч с последующим нагревом до температуры Т6=Т5+20°C=790°C и выдержкой в течение 3 ч. После выдержки при температуре Тб исследуемый образец охлаждался на воздухе до температуры Т2=600°C и осуществлялось его старение в течение 6 ч с последующим неконтролируемым охлаждением на воздухе.
После проведения термической обработки по описанному режиму проводилось механическое удаление газонасыщенного слоя толщиной 2,5…3,5 мм, подготовка образцов для механических испытаний на ударный изгиб (с U-образным надрезом) и испытаний на замедленное разрушение (образец с V-образным надрезом, скорость деформации в режиме 3-точечного изгиба 1…1,5 мм/мин).
Технический результат: заметное повышение энергоемкости разрушения (ударной вязкости) KCU и пластичности сплава γ, а также некоторое возрастание уровня прочности σ при испытаниях на замедленное разрушение в режиме 3-точечного изгиба (фиг. 1, табл. 1).
Источники информации:
1. Тетюхин В.В., Захаров Ю.И., Левин И.В. Сплав на основе титана и способ термической обработки крупногабаритных полуфабрикатов из этого сплав. Патент РФ №2169782, 2000.
2. Тетюхин В.В., Захаров Ю.И., Левин И.В. Сплав на основе титана и способ термической обработки крупногабаритных полуфабрикатов из этого сплав. Патент РФ №2169204, 2000.
3. Briggs R.D. Tough, high-strength titanium alloys; methods of heat treating titanium alloys. Патент США №7785429, 2010.
4. Briggs R.D. Tough, high-strength titanium alloys; methods of heat treating titanium alloys. Патент США №8262819, 2012.
Claims (2)
1. Способ термической обработки крупногабаритных изделий из высокопрочного титанового сплава, содержащего 4,0…6,3 мас.% алюминия, 4,5…5,9 мас.% ванадия, 4,5…5,9 мас.% молибдена, 2,0…3,6 мас.% хрома, 0…5 мас.% циркония, 0…6 мас.% олова, 0…0,5 мас.% кремния, титан и неизбежные примеси - остальное, включающий охлаждение со скоростью V1<3°С/мин из однофазной β-области до температуры T1<370°С и последующее старение при температуре Т2=370…600°С в течение 1…12 часов, отличающийся тем, что после старения дополнительно осуществляют нагрев и обработку сплава в интервале температур Т3=Т2…Тβ в течение 1…12 часов, охлаждение со скоростью V2>V1 до температуры Т4, которая не выше температуры Т2, и последующее повторное старение в интервале температур Т2 в течение 1…12 часов, где V1 - скорость первого охлаждения, V2 - скорость второго охлаждения, T1 - температура окончания замедленного охлаждения, Т2 - температурный интервал старения, Т3 - температурный интервал высокотемпературного отжига, Тβ - температура полного полиморфного превращения.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку в интервале температур Т3=Т2…Тβ проводят в две стадии, при температурах Т5 и Т6, причем температуру Т5 выбирают из диапазона 750…770°С, а температуру Т6 назначают из соотношения Т6=Т5+10…20°С, где Т5 - температура первой стадии высокотемпературного отжига, Т6 - температура второй стадии высокотемпературного отжига.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014123937/02A RU2561567C1 (ru) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Способ термической обработки крупногабаритных изделий из высокопрочного титанового сплава |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014123937/02A RU2561567C1 (ru) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Способ термической обработки крупногабаритных изделий из высокопрочного титанового сплава |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2561567C1 true RU2561567C1 (ru) | 2015-08-27 |
Family
ID=54015706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014123937/02A RU2561567C1 (ru) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Способ термической обработки крупногабаритных изделий из высокопрочного титанового сплава |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2561567C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4067734A (en) * | 1973-03-02 | 1978-01-10 | The Boeing Company | Titanium alloys |
RU2169204C1 (ru) * | 2000-07-19 | 2001-06-20 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Сплав на основе титана и способ термической обработки крупногабаритных полуфабрикатов из этого сплава |
RU2169782C1 (ru) * | 2000-07-19 | 2001-06-27 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Сплав на основе титана и способ термической обработки крупногабаритных полуфабрикатов из этого сплава |
RU2441097C1 (ru) * | 2010-09-27 | 2012-01-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления деформированных изделий из псевдо-бета-титановых сплавов |
-
2014
- 2014-06-10 RU RU2014123937/02A patent/RU2561567C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4067734A (en) * | 1973-03-02 | 1978-01-10 | The Boeing Company | Titanium alloys |
RU2169204C1 (ru) * | 2000-07-19 | 2001-06-20 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Сплав на основе титана и способ термической обработки крупногабаритных полуфабрикатов из этого сплава |
RU2169782C1 (ru) * | 2000-07-19 | 2001-06-27 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Сплав на основе титана и способ термической обработки крупногабаритных полуфабрикатов из этого сплава |
RU2441097C1 (ru) * | 2010-09-27 | 2012-01-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления деформированных изделий из псевдо-бета-титановых сплавов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Xu et al. | The effect of silicon on precipitation and decomposition behaviors of M6C carbide in a Ni–Mo–Cr superalloy | |
DK2596143T3 (en) | Treatment of alpha / beta titanium alloys | |
Shang et al. | Investigation of quench sensitivity and transformation kinetics during isothermal treatment in 6082 aluminum alloy | |
RU2640695C2 (ru) | Никель-кобальтовый сплав | |
RU2657892C2 (ru) | Высокопрочный титановый сплав с альфа-бета-структурой | |
ES2926777T3 (es) | Aleaciones de titanio a alta temperatura | |
Zhang et al. | Microstructure evolution of IN718 alloy during the delta process | |
Belov et al. | Energy efficient technology for Al–Cu–Mn–Zr sheet alloys | |
Mohamad et al. | Effect of ageing temperatures on pseudoelasticity of Ni-rich NiTi shape memory alloy | |
Song et al. | Dynamic globularization prediction during cogging process of large size TC11 titanium alloy billet with lamellar structure | |
RU2569441C1 (ru) | Способ изготовления деталей из титановых сплавов | |
Wadood et al. | Ageing behavior of Ti–6Cr–3Sn β titanium alloy | |
RU2561567C1 (ru) | Способ термической обработки крупногабаритных изделий из высокопрочного титанового сплава | |
Abdulstaar et al. | Fatigue behaviour of commercially pure aluminium processed by rotary swaging | |
Möller et al. | The heat treatment of rheo-high pressure die cast Al-Cu-Mg-Ag alloy 2139 | |
RU2681089C2 (ru) | Заготовка из сплава на основе титана для упругих элементов с энергоемкой структурой | |
Ridhwan et al. | Effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of 6061 aluminum alloy | |
Shivaramu et al. | Effect of ageing on damping characteristics of Cu-Al-Be-Mn quaternary shape memory alloys | |
RU2344182C2 (ru) | Способ термической обработки изделий из высокопрочных мартенситностареющих сталей | |
Anil Kumar et al. | Solution Treatment and Aging (STA) Study of Ti Alloy Ti5Al3Mo1. 5V | |
Szkliniarz | Microstructure and Properties of Beta 21S Alloy with 0.2 wt.% of Carbon | |
RU2564772C2 (ru) | Способ термомеханической обработки полуфабрикатов из сплава никелида титана | |
Shahmir et al. | Control of superelastic behavior of NiTi wires aided by thermomechanical treatment with reference to three-point bending | |
Zhu et al. | Investigation on quench rate of 7075 aluminum alloy under hot stamping conditions | |
RU2706916C2 (ru) | Заготовка для изготовления упругих элементов из сплава на основе титана |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160611 |