RU96120958A

RU96120958A - Способ обработки титановых сплавов

Info

Publication number: RU96120958A
Application number: RU96120958/02A
Authority: RU
Inventors: О.А. Кайбышев; Г.А. Салищев; Р.М. Галеев; Р.Я. Лутфуллин; О.Р. Валиахметов
Original assignee: Институт проблем сверхпластичности металлов РАН
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1999-03-20

Claims

1. Способ обработки титановых сплавов, включающий нагрев исходной заготовки и ее деформацию в нагретом инструменте, отличающийся тем, что интервал температур нагрева и деформации расширяют до значений 400^oC...Т_п.п, где Т_п.п - температура полного полиморфного превращения, перед обработкой для материала заготовки экспериментально определяют зависимость размера рекристаллизованных зерен от температуры деформации d=f(T) в указанном интервале, последний делят на два участка, границу между которыми устанавливают по температуре T^*, соответствующей размеру зерен d^*, определяемого из соотношения lg(d₀/d^*)= 2,4. . . 2,6 для сплавов с коэффициентом β-стабилизации K_β< 1,4 и lg(d₀/d^*)= 1,8. ..2 для сплавов с K_β ≥ 1,4, где d₀ - размер зерен в исходной заготовке, затем из зависимости d=f(T) определяют температуру деформации T_k, соответствующую требуемому конечному размеру зерен, и в зависимости от того, в каком интервале температур T^*...Т_п.п или 400^oC...T^* находятся T_k осуществляют деформацию соответственно за один или несколько этапов, при этом количество и температуру этапов определяют путем последовательно прибавления к температуре T_k разности температур между этапами, пока температура деформации не превысит или не станет равной T^*, причем деформацию на этапе осуществляют со степенью e не менее 0,6, а нагрев на последующем этапе проводят до температуры, не превышающей температуру деформации предыдущего этапа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разность температур между этапами определяют по кривой d=f(T) как величину, обеспечивающую уменьшение в размерах зерен на этапах в 2 - 10 раз.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что деформацию внутри каждого этапа проводят с суммарной степенью деформации

, где d_n - размер зерен перед началом n-го этапа, Tⁿ - температура деформации n-го этапа в градусах Кельвина, T_пл - температура плавления материала заготовки в градусах Кельвина, а - коэффициент, принимающий значение а=1 при d_n ≥ 10 мкм; а=1,5 при 1 мкм ≤ d_n < 10 мкм; а=2 при 0,5 мкм ≤ d_n < 1 мкм; а=3 при d_n < 0,5 мкм.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что деформацию на этапе осуществляют в несколько переходов при температуре этапа.

5. Способ по пп.1, 4, отличающийся тем, что после каждого перехода осуществляют поворот осей деформирования на 45 - 90^oC.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что деформацию осуществляют в интервале скоростей 10^-4 - 10^-2 с^-1.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру деформации корректируют с учетом объема полуфабриката умножением на коэффициент, принимающим значение 0,98 для объема до 1 дм³, 0,97 для объема от 1 до 10 дм³ и 0,95 для объема более 10 дм³.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовку с размером β-превращенного зерна выше 2000 мкм перед первым этапом подвергают предварительной деформации при температуре выше T_п.п + 10...50^oC и при выборе режима основной обработки за исходный считают полученный размер зерен.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовку с размером β-превращенного зерна выше 2000 мкм перед первым этапом подвергают предварительной деформации со степенью не менее 0,30 и скоростью в интервале 10^-2 - 10³ с^-1 при температуре деформации T_п.п - 30...50^oC и последующем нагреве до температуры T_п.п+20. . . 70^oC и при выборе режима основной обработки за исходный считают полученный размер зерен.

10. Способ по п. 1, или 1,8, или 1,9, отличающийся тем, что заготовку непосредственно перед деформацией нагревают до температуры T_п.п+20...70^oC и охлаждают до комнатной температуры со скоростью 5 - 10^oC/с.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере после первого этапа деформации заготовку охлаждают до комнатной температуры со скоростью 5 - 100^oC/с.

12. Способ по пп.1, 4, отличающийся тем, что по крайней мере между первым и вторым переходами заготовку охлаждают до комнатной температуры со скоростью 5 - 10^oC/с.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед деформацией осуществляют проведение термоциклической обработки в температурном интервале 500^oC...T_п.п с числом циклов 1 - 5.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что деформацию заготовки осуществляют в штамповом инструменте нагретом на 10 - 50^oC выше температуры нагрева деформируемого сплава.

15. Способ по пп.1, 4, 5, отличающийся тем, что количество переходов на заключительном этапе выбирают не менее четырех, при этом поворот оси деформирования осуществляют в одной плоскости.

16. Способ по п.1 или 1, 4, 5, 15, отличающийся тем, что осуществляют формообразование полуфабриката заданной формы из заготовки при температуре не ниже температуры заключительного этапа деформации заготовки.

17. Способ по пп. 1, 16, отличающийся тем, что формообразование осуществляют в состоянии сверхпластичности.

18. Способ по пп.1, 16 или 1, 16, 17 отличающийся тем, что используют схему локального деформирования.

19. Способ по п. 1 или 1, 16, отличающийся тем, что собирают блок из заготовок или полуфабрикатов, обеспечивают их прилегание без зазоров при сборке блока и осуществляют осадку блока при скорости 10^-5 - 10^-2 с^-1 со степенью деформации не менее 0,2 в температурном интервале 400^oC...T_п.п, при этом температуру осадки выбирают не ниже температуры заключительного этапа деформации заготовки или полуфабриката с максимальным размером зерен.

20. Способ по пп.1, 19 или 1, 16, 19 отличающийся тем, что собирают блок из заготовок или полуфабрикатов из сплавов с разным химическим составом и соответственно с различной температурой заключительного этапа деформации заготовок, при этом температуру осадки блока выбирают не ниже наибольшей из указанных температур.

21. Способ по пп.1, 16, отличающийся тем, что собирают блок по крайней мере из двух заготовок или полуфабрикатов, между ними устанавливают прокладки из того же материала с размером зерен (d) на порядок меньше, чем в заготовках или полуфабрикатах, а толщину прокладки выбирают не менее 10 d и осуществляют осадку блока при скорости 10^-5 - 10^-2 с^-1 со степенью деформации не менее 0,2 в температурном интервале 400^oC...T_п.п, при этом температуру осадки выбирают не ниже температуры заключительного этапа деформации, при которой получен размер зерен прокладки.