RU2675011C1 - Способ изготовления плоских изделий из гафнийсодержащего сплава на основе титана - Google Patents
Способ изготовления плоских изделий из гафнийсодержащего сплава на основе титана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2675011C1 RU2675011C1 RU2017143914A RU2017143914A RU2675011C1 RU 2675011 C1 RU2675011 C1 RU 2675011C1 RU 2017143914 A RU2017143914 A RU 2017143914A RU 2017143914 A RU2017143914 A RU 2017143914A RU 2675011 C1 RU2675011 C1 RU 2675011C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformation
- ingot
- carried out
- titanium
- hot
- Prior art date
Links
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 23
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims abstract description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 11
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 102220253765 rs141230910 Human genes 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к способу изготовления плоских изделий из сплава на основе титана, и может быть использовано при производстве комплектующих изделий, предназначенных для работы в высокотемпературной зоне тракта газотурбинных двигателей и других изделий, предназначенных для работы при температурах до 1000°С. Способ изготовления плоского изделия из гафнийсодержащего сплава на основе титана, включающий подготовку шихты, выплавку слитка гафнийсодержащего сплава на основе титана, содержащего, мас. %: тантал 16-25, гафний 7-15, хром 3-6,5, цирконий 0,01-0,05, кислород 0,01-0,03, углерод 0,01-0,05, азот 0,008-0,02, водород ≤0,005, титан – остальное. Слиток обтачивают, наносят на него защитное покрытие и осуществляют гомогенизационный отжиг. Далее проводят горячую ковку слитка в три стадии с переменой осей деформации с получением поковки. На первой стадии ковку ведут в продольном направлении со степенью деформации 15-20%, на второй стадии - в поперечном направлении с суммарной степенью деформации не выше 25-35%, а на третьей стадии - в продольном направлении с суммарной степенью деформации 35-40%. Проводят последовательно многопереходную горячую прокатку со степенью деформации до 20-25% за переход с промежуточными отжигами и многопереходную холодную прокатку, а затем осуществляют рекристаллизационный отжиг. Плоские изделия имеют стабильные механические характеристики при температурах эксплуатации до 1000°С. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способу изготовления плоских изделий из сплава на основе титана, а именно, к производству комплектующих изделий, предназначенных для работы в высокотемпературной зоне тракта газотурбинных двигателей и других изделий, предназначенных для работы при температурах до 1000°C.
Наиболее близким является способ изготовления тонких листов из двухфазного титанового сплава, включающий подготовку шихты, выплавку слитка, деформацию слитка в сляб, механическую обработку сляба, прокатку сляба на подкат, резку подката на заготовки, прокатку заготовок на листы, термическую обработку и формовку, причем выплавляют слиток титанового сплава, при этом слиток деформируют в сляб в три стадии: на первой - после нагрева до температуры на 200÷280°C выше температуры полиморфного превращения (ТПП) с суммарной степенью деформации 30÷70%, на второй - после нагрева на 150÷200°C выше ТПП с суммарной степенью деформации 40÷80% и на третьей - после нагрева до температуры на 20÷80°C ниже ТПП, прокатку сляба на подкат проводят в четыре стадии: на первой - после нагрева до температуры на 100÷150°C выше ТПП в продольном направлении с суммарной степенью деформации 50÷95%, на второй - после нагрева до температуры на 20÷100°C ниже ТПП в продольном направлении с суммарной степенью деформации 10÷25%, на третьей - после нагрева до температуры на 20÷100°C ниже ТПП в поперечном направлении при суммарной степени деформации 20-35%, на четвертой - после нагрева до температуры на 20÷100°C ниже ТПП в поперечном направлении за один или более этапов с деформацией за один этап 20-35% и при суммарной степени деформации 30-50%, далее осуществляют разрезку подката на листовые заготовки и адъюстажные операции, прокатку заготовок в листы осуществляют путем сборки листовых заготовок в пакет и прокатки пакета на готовый размер в продольном направлении, производимую в стальном кейсе, с нагревом до температуры на 40÷150°C ниже ТПП со степенью деформации пакета за проход 10÷20% и при суммарной деформации пакета 50÷80% с последующим отжигом пакета в составе кейса при температуре 650÷900°C в течение 40-80 минут, а затем адъюстажную обработку полученных после разборки пакетов листов (патент RU 2555267, МПК C22F 1/18, В21В 3/00, опубл. 2015 г.).
Недостатками способа являются: листовой материал получают только горячей и теплой прокаткой вплоть до получения финишной толщины изделия 1,35 мм. Это требует проведения дополнительных операций защиты листовых полуфабрикатов от окисления перед нагревом под деформирование и увеличение нагревов под горячую и теплую обработку давлением. Помимо этого технология проведения горячей и теплой прокатки пакета пластин в кейсе способствует воздействию различных деформирующих напряжений в материале пластин, создается неравномерное деформированное состояние, приводящее к разнозернистости микроструктуры и различным механическим свойствам по площади листового изделия.
Задачей изобретения является разработка способа изготовления плоских изделий из сплава на основе титана, обеспечивающего формирование в изделии из сплава на основе титана мелкозернистую термически стабильную высокопрочную структуру, способную к длительной эксплуатации в вакууме при температурах до 1000°C или на воздухе при данной температуре в течение суток.
Техническим результатом является получение плоских изделий с мелкозернистой структурой из сплава на основе титана со стабильными механическими характеристиками при температурах эксплуатации до 1000°C.
Технический результат достигается в способе изготовления плоского изделия из гафнийсодержащего сплава на основе титана, включающем подготовку шихты, выплавку слитка, горячую ковку слитка, прокатку, причем выплавляют слиток титанового сплава, содержащий, мас. %: тантал 16-25, гафний 7-15, хром 3-6,5, цирконий 0,01-0,05, кислород 0,01-0,03, углерод 0,01-0,05, азот 0,008-0,02, водород ≤0,005, титан - остальное, который механически обтачивают, на слиток наносят защитное покрытие, и перед ковкой осуществляют гомогенизирующий отжиг слитка, горячую ковку слитка проводят в три стадии с переменой осей деформации с получением поковки, при этом на первой стадии ковку ведут в продольном направлении, со степенью деформации 15-20%, на второй стадии - в поперечном направлении с суммарной степенью деформации не выше 25-35%, а на третьей стадии - в продольном направлении с суммарной степенью деформации 35-40% с поковки удаляют защитное покрытие, далее на поковку наносят защитное покрытие и проводят последовательно многопереходную горячую прокатку со степенью деформации до 20-25% с промежуточными отжигами и многопереходную холодную прокатку, а затем осуществляют рекристаллизационный отжиг.
Слиток выплавляют методом двойного электронно-лучевого переплава.
Горячую ковку слитка проводят при температуре от 1100 до 900°C.
Горячую прокатку поковки проводят при температурах 1100 до 950°C.
Горячую прокатку поковки проводят на валковом стане без промежуточных подогревов до суммарной степени деформации 60-65%.
Промежуточный отжиг горячекатаной поковки проводят в вакуумной печи при вакууме 1⋅10-4 - 1⋅10-5 мм рт.ст. и температуре 1070-1100°C.
Холодную прокатку проводят в двух взаимно перпендикулярных направлениях с суммарной степенью деформации не выше 20-25%. с промежуточными вакуумными отжигами.
Рекристаллизационный отжиг проводят при температуре 950-1050°C.
Плоское изделие из сплава на основе титана изготовлено способом, описанным выше.
Способ обеспечивает формирование мелкозернистой термически стабильной структуры и высокое сопротивление окислению на воздухе при температуре до 1000°C (жаростойкость), высокую прочность при достаточно высокой пластичности при температурах испытания 20 и 1000°C, и переход в сверхпластичное состояние при температуре испытания 1000°C, скорости растяжения 1 мм/мин.
При разработке технологических схем производства листовых полуфабрикатов из титановых сплавов необходимо учитывать специфические свойства титана - пониженную пластичность, высокое сопротивление деформации и окисляемость при высоких температурах, повышенную склонность к газонасыщению на воздухе и при травлении в водных растворах кислот и фтористых солей (особенно водорода, фтора) и т.д.
Способ осуществляют следующим образом:
Готовят шихту, выплавляют методом двойного электронно-лучевого переплава, слиток титанового сплава, содержащего, масс. %: тантал 16-25, гафний 7-15, хром 3-6,5, цирконий 0,01-0,05, кислород 0,01-0,03, углерод 0,01-0,05, азот 0,008-0,02, водород ≤0,005, титан - остальное. Получают слиток размером ∅46,3 мм и высотой 46,2 мм и осуществляют механическую обточку слитка.
Качество полуфабриката в большой степени зависит от качества исходного материала. Поэтому необходимо удалить поверхностные дефекты со слитка перед дальнейшей обработкой. Перед термической обработкой слитка на него наносят защитное покрытие, так как титан и его сплавы при повышении температуры активно взаимодействуют с атмосферой печи, в которой проводится нагрев под горячую деформацию. Поэтому для исключения газонасыщения при нагреве механически обточенный слиток очехловывают либо в защитную оболочку, либо наносят защитное покрытие. Деформацию слитка осуществляют горячей ковкой в три стадии с переменой осей деформации: на первой, начиная с малой степени деформации 15-20% в продольном направлении, на второй в поперечном направлении с суммарной степенью деформации не выше 25-35%, и заканчивая на третьей стадии в продольном направлении с суммарной степенью деформации 35-40% с получением поковки. Первую горячую пластическую деформацию осуществили методом ковки (прессования) слитка на прессе с небольшой степенью деформации по одной из торцевых поверхностей. С целью уменьшения скорости захолаживания приповерхностных слоев по сравнению с центральными зонами при ковке слитка использовали стальные плиты, предварительно нагретые до температуры 450°C. Вторая стадия ковки проводилась с поворотом слитка на 90°. На третьей стадии ковки продеформированный слиток еще раз повернули на 90°. После разнонаправленной горячей пластической деформации (ковки) получили поковку в виде прямоугольной заготовки со сторонами 40×40×25 мм. Суммарная степень деформации слитка после трех стадий горячей ковки составила 95-98%.
Такая схема деформирования является одним из методов измельчения литой грубозернистой макроструктуры, которая формируется при кристаллизации слитка. Данная деформационная схема первичной переработки слитка методом горячей ковки с изменением осей пластической деформации (после подогрева) создает условия равномерного деформирования заготовки в аксиальном и коаксиальном направлениях, что обусловливает формирование более однородной мелкозернистой структуры в поковке. Известно, что мелкозернистая структура обеспечивает получение заготовки с высокими прочностью и пластичностью.
Перед горячей прокаткой поковки на нее наносят защитное покрытие и нагревают до температуры горячей прокатки, причем прокатку осуществляют в два этапа - сначала путем горячей прокатки в несколько переходов, до предельно допустимой степени деформации 20-25% с промежуточными отжигами, затем холодной прокаткой в несколько переходов с получением плоских изделий.
После гомогенизирующего отжига слитка при температуре 1100°C с выдержкой 1,5 часа провели горячую осадку. Титан и его сплавы при повышении температуры активно взаимодействуют с атмосферой печи, в которой проводится нагрев под горячую деформацию. Поэтому для исключения газонасыщения при нагреве механически обточенный слиток очехловывают либо в защитную оболочку, либо наносят защитное покрытие, нагревают в камерной печи сопротивления, предварительно нагретую до температуры 450°C, после выхода печи на режим температуру медленно подняли температуру до 900°C. Выдержку образцов в печи после подъема температуры до 900°C определяли исходя из размера слитка.
С повышением температуры нагрева сопротивление деформации титановых сплавов существенно снижается, а пластичность увеличивается. Основным параметром, определяющим прочностные свойства материалов при горячей обработке давлением, является сопротивление деформации. Однако использование обычной горячей деформации вследствие ее неравномерности, а также относительно невысокой пластичности сплавов титана, обусловливают многопереходность обработки и введение в технологический процесс получения изделия промежуточных нагревов.
Для финишной ковки поковку нагрели до температуры 900°C. Ковкой прямоугольной поковки со степенью деформации 35-40% получают поковку высотой 20 мм (вместе с защитной оболочкой). Ее охлаждают и удаляют защитное покрытие. Из поковки после удаления защитной оболочки и сглаживания острых углов (концентраторов напряжения) получили изделие размером 72×72×15 мм. Внешний осмотр показал, что после горячей деформации методом ковки наружных надрывов и трещин на поверхности не обнаружено.
Горячая прокатка титановых сплавов является головной операцией в технологическом процессе производства листовых полуфабрикатов.
Очехлованную в защитную оболочку, например, из стали марки Ст. 3 толщиной 0,5 мм, поковку нагревают под горячую прокатку в печи сопротивления открытого типа при температуре 900°C. Горячую прокатку осуществляют на двухвалковом стане в несколько проходов с промежуточными подогревами. При проведении горячей прокатки изучалась технологическая пластичность деформированной поковки в зависимости от степени деформации на переходах и влияние суммарной деформации на конечных размерах поковки на предельную пластичность сплава. Промежуточные подогревы проводят при температуре 900°C. Для уменьшения анизотропии механических свойств горячую прокатку поковки осуществляли в несколько переходов с переменной направления деформирования.
В результате после многопереходной горячей прокатки поковки получили пластину толщиной 7,0 мм. Суммарная степень деформации при этом составила 57,14%. После механического удаления защитной оболочки толщина пластины стала 6,15 мм. Для рекристаллизации структуры провели отжиг горячекатаной пластины в вакуумной камерной печи сопротивления при температуре 1070-1100°C. После стравливания защитного покрытия для удаления подъокисленного приповерхностного слоя толщина горячекатаной пластины стала 6,0 мм.
Несмотря на то, что титан обладает значительно большей способностью к холодной деформации, чем другие металлы с гексагональной кристаллической структурой, проведение холодной деформации большинства титановых сплавов на технологических операциях обработки давлением, как прокатка, волочение, правка, листовая штамповка, связано со многими трудностями. Благодаря высокому напряжению течения, интенсивному упрочнению в ходе деформации они с большим трудом поддаются холодной деформации. Поэтому возможности холодной деформации титановых сплавов ограничены. Кроме этого, неизвестно сопротивление холодной деформации гафнийсодержащего сплава на основе титана при холодной прокатке поковки. Поэтому при проведении холодной прокатки изучалось деформационное поведение сплава и определялись предельно допустимые степени холодной деформации. Чтобы исключить образование надрывов и растрескивания пластины в процессе холодной деформации, прокатку проводили осторожно с множеством переходов при малых степенях одноразовых деформаций.
Холодную прокатку осуществляли на валковом стане в двух взаимно перпендикулярных направлениях для исключения анизотропии свойств с малыми степенями деформации (ε) ~4-6% за проход и без промежуточных отжигов плоского изделия до суммарной степени деформации не выше 20-25%. с последующими промежуточными вакуумными отжигами. Применение схемы холодной прокатки с небольшими степенями деформации позволило получить полосу размером 240×150×2,04 мм. Холоднодеформированную полосу толщиной 2,04 отожгли в вакуумной камерной печи. Рекристаллизационный отжиг полосы проводили при температуре 950-1050°C.
Определены предельная деформируемость сплава и температуры горячей обработки давлением и промежуточных термообработок. Определены механические свойства разрывных образцов пластин толщиной 2,0 мм при температурах испытания 20 и 1000°C.
В результате проведенной работы была разработана опытная технология изготовления полос из нового гафнийсодержащего сплава на основе титана, включающая горячую ковку слитка весом 0,5 кг, размером ∅50×50 мм, получение поковки толщиной 15 мм, из которой горячей прокаткой на двухвалковом стане с промежуточными отжигами получили пластину толщиной 6,0 мм, а затем многопроходной холодной прокаткой (без промежуточных отжигов) получили полосу толщиной 2,04 мм с последующим рекристаллизационным отжигом полосы.
При кратковременных механических испытаниях разрывного образца при температуре 1000°C и скорости деформирования 1 мм/мин проявилась сверхпластичность сплава. Тантал и гафний обеспечили высокую жаропрочность и жаростойкость сплава на основе титана. Сверхпластичность сплава обеспечивается благодаря малому размеру зерна, высокой плотности дефектов кристаллической решетки и образованию двухфазной структуры. Получены плоские изделия с мелкозернистой структурой из сплава на основе титана со стабильными механическими характеристиками при температурах эксплуатации до 1000°C.
Claims (9)
1. Способ изготовления плоского изделия из гафнийсодержащего сплава на основе титана, включающий подготовку шихты, выплавку слитка, горячую ковку слитка, прокатку, отличающийся тем, что выплавляют слиток титанового сплава, содержащего, мас. %: тантал 16-25, гафний 7-15, хром 3-6,5, цирконий 0,01-0,05, кислород 0,01-0,03, углерод 0,01-0,05, азот 0,008-0,02, водород ≤0,005, титан - остальное, который механически обтачивают, на слиток наносят защитное покрытие, и перед ковкой осуществляют гомогенизирующий отжиг слитка, при этом горячую ковку слитка проводят в три стадии с переменой осей деформации с получением поковки, причем на первой стадии ковку ведут в продольном направлении со степенью деформации 15-20%, на второй стадии - в поперечном направлении с суммарной степенью деформации не выше 25-35%, а на третьей стадии - в продольном направлении с суммарной степенью деформации 35-40%, с поковки удаляют защитное покрытие и проводят ее осмотр, далее на поковку наносят защитное покрытие и проводят последовательно многопереходную горячую прокатку со степенью деформации до 20-25% с промежуточными отжигами и многопереходную холодную прокатку, а затем осуществляют рекристаллизационный отжиг.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слиток выплавляют методом двойного электронно-лучевого переплава.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что горячую ковку слитка проводят при температуре от 1100 до 900°C.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что горячую прокатку поковки проводят при температурах 1100 до 950°C.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что горячую прокатку поковки проводят на валковом стане без промежуточных подогревов до суммарной степени деформации 60-65%.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что промежуточный отжиг горячекатаной поковки проводят в вакуумной печи при вакууме 1⋅10-4 - 1⋅10-5 мм рт.ст. и температуре 1070-1100°C.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что холодную прокатку проводят в двух взаимно перпендикулярных направлениях с суммарной степенью деформации не выше 20-25% с промежуточными вакуумными отжигами.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рекристаллизационный отжиг проводят при температуре 950-1050°C.
9. Плоское изделие из гафнийсодержащего сплава на основе титана, отличающееся тем, что оно изготовлено способом по любому из пп. 1-8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143914A RU2675011C1 (ru) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | Способ изготовления плоских изделий из гафнийсодержащего сплава на основе титана |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143914A RU2675011C1 (ru) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | Способ изготовления плоских изделий из гафнийсодержащего сплава на основе титана |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2675011C1 true RU2675011C1 (ru) | 2018-12-14 |
Family
ID=64753182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017143914A RU2675011C1 (ru) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | Способ изготовления плоских изделий из гафнийсодержащего сплава на основе титана |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2675011C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743080C1 (ru) * | 2020-09-25 | 2021-02-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ прокатки аморфных лент |
| CN117139532A (zh) * | 2023-09-08 | 2023-12-01 | 重庆新承航锐科技股份有限公司 | 一种φ2700阴极辊钛筒锻件热加工成型方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2381296C1 (ru) * | 2008-05-07 | 2010-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6Al-4V |
| RU2555267C2 (ru) * | 2013-06-25 | 2015-07-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления тонких листов из двухфазного титанового сплава и изделие из этих листов |
| RU2569611C1 (ru) * | 2014-06-06 | 2015-11-27 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления плит из высоколегированного титанового сплава |
| EP2802676B1 (en) * | 2012-01-12 | 2016-12-28 | Titanium Metals Corporation | Titanium alloy with improved properties |
| CN104611610B (zh) * | 2013-11-05 | 2017-02-01 | 北京有色金属研究总院 | 一种高温高强钛合金及其制备方法 |
-
2017
- 2017-12-14 RU RU2017143914A patent/RU2675011C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2381296C1 (ru) * | 2008-05-07 | 2010-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6Al-4V |
| EP2802676B1 (en) * | 2012-01-12 | 2016-12-28 | Titanium Metals Corporation | Titanium alloy with improved properties |
| RU2555267C2 (ru) * | 2013-06-25 | 2015-07-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления тонких листов из двухфазного титанового сплава и изделие из этих листов |
| CN104611610B (zh) * | 2013-11-05 | 2017-02-01 | 北京有色金属研究总院 | 一种高温高强钛合金及其制备方法 |
| RU2569611C1 (ru) * | 2014-06-06 | 2015-11-27 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления плит из высоколегированного титанового сплава |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743080C1 (ru) * | 2020-09-25 | 2021-02-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ прокатки аморфных лент |
| CN117139532A (zh) * | 2023-09-08 | 2023-12-01 | 重庆新承航锐科技股份有限公司 | 一种φ2700阴极辊钛筒锻件热加工成型方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2555267C2 (ru) | Способ изготовления тонких листов из двухфазного титанового сплава и изделие из этих листов | |
| Karpov et al. | Radial-shear rolling of titanium alloy VT-8 bars with controlled structure for small diameter ingots (≤ 200 mm) | |
| US7708845B2 (en) | Method for manufacturing thin sheets of high strength titanium alloys description | |
| WO2012032610A1 (ja) | チタン材 | |
| Mulyukov et al. | Current achievements on superplasticity and related phenomena at the Institute for Metals Superplasticity Problems | |
| RU2675011C1 (ru) | Способ изготовления плоских изделий из гафнийсодержащего сплава на основе титана | |
| RU2465973C1 (ru) | Способ изготовления фольги из интерметаллидных ортосплавов на основе титана | |
| CN109487102B (zh) | 一种超塑成形用铝镁钪合金板材的制备方法 | |
| JPH03193850A (ja) | 微細針状組織をなすチタンおよびチタン合金の製造方法 | |
| RU2691471C1 (ru) | Способ изготовления листового проката из титанового сплава марки вт8 | |
| RU2583567C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСОБО ТОНКИХ ЛИСТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6,5Al-2,5Sn-4Zr-1Nb-0,7Mo-0,15Si | |
| RU2484176C2 (ru) | Способ изготовления тонких листов из псевдо-бета-титановых сплавов | |
| RU2761398C1 (ru) | Способ обработки прутков из орто-сплавов титана для получения лопаток компрессора газотурбинного двигателя | |
| JP5382518B2 (ja) | チタン材 | |
| Gupta et al. | Effect of variants of thermomechanical working and annealing treatment on titanium alloy Ti6Al4V closed die forgings | |
| JPH01127653A (ja) | α＋β型チタン合金冷延板の製造方法 | |
| RU2250806C1 (ru) | Способ изготовления тонких листов из высокопрочных титановых сплавов | |
| Zhang et al. | Effect of initial microstructure on grain refinement and enhanced low temperature superplaticity in friction stir processed Ti-6Al-4V alloy | |
| RU2412275C1 (ru) | Способ изготовления пластин из гафния | |
| Gupta et al. | Development of large-sized Titanium alloy Ti6Al4V and nickel-based superalloy Inconel-718 forgings for Reusable Launch Vehicle-Technology Demonstrator flight | |
| Mukhtarov et al. | Manufacturing of axisymmetric components out of superalloys and hard-to-deform steels by roll forming | |
| RU2635650C1 (ru) | Способ термомеханической обработки высоколегированных псевдо-β титановых сплавов, легированных редкими и редкоземельными металлами | |
| RU2790711C1 (ru) | Способ изготовления лопаток газотурбинных двигателей из деформированных заготовок сплава на основе орторомбического алюминида титана | |
| RU2318913C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ β-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ | |
| RU2790704C1 (ru) | Способ изготовления лопаток газотурбинных двигателей из деформированных заготовок сплава на основе орторомбического алюминида титана |