SU956610A1 - Способ обработки двухфазных титановых сплавов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлур, гии и может быть использовано на предпри ти х авиационной промышленности при изготовлении лопаток и дисков реактивного двигател .

Известен способ обработку двухфазных титановых сплавов, включающий нагрев, гор чую деформацию сплава в (oL+(i)- области, охлаждение и старение 1.

Недостатками способа обработки двухфазных титановых сплавов  вл етс  необходимость осуществлени  больших степеней деформации, а-также получение пониженных значений пластичности и ударной в зкости при использовании исходных заготовок с крупнозернистой пластинчатой микроструктурой , соответствующей 7-9 типам по шкале ВИАМ.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ обработки титановых стшавов.с крупнозернистой пластинчатой структурой, включающий нагрев сплава до температур (Ь -области, охлаждение , нагрев и изотермическую .деформацию сплава в ( oL + fb )-области с пос/1едующим охлаждением и термообработкой. Например(по известному способу заготовки из сплава ВТ9 нагревают до 1030°С, после чего охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Затем заготовки нагревают до 9500С и осуществл ют

5 деформацию со скоростью l-lO c на степень 10-75%. После окончани  деформации заготовки охлаждают до комнатной температуры и подвергают термической обработке 950°С 1 ч, 530°С - б ч С2,:.

Однако при обработке сплава с крупнозернистой пластинчатой структурой пластичность и ударна  в зкость сплава оказываютс  ниже тре15 .буемых согласно техническим услови м , вследствие значительных выделений по границам бывших (i -зерен.

Цель изобретени  - повышение плас « тичности и ударной в зкости за счет получени  однородной мелкозернистой структуры в двухфазных титановых сплавах с исходной крупнозернистой пластинчатой микроструктурой.

Поставленна  цель достигаетс  тем,

25 что согласно способу, включающему нагрев сплава до температур /ь -области , охлаждение, нагрев и изотермическую деформацию сплава при температуре на 20-50°С ниже температу30 ры полиморфного превращени , охлаждение и последующее старение, сплав из fi-области охлаждают со скорост 5-200С/с, а перед изотермической д формацией провод т предварительную изотермическую деформацию при темпе ратуре на 200-400°С ниже точки конца полиморфного превращени  сплава со степенью деформации 10-20%. При охлаждении сплава из fb -области со скоростью 5-200°С/с за счет высокой скорости охлаждени  не происходит существенно выделени  ri- -фазы по границам /Ь -зерен. С другой стороны нагрев сплава, осо бенно скоростной, до температур на 200-400°С ниже точки конца полиморф ного Превращени  не сопровождаетс  значительными выделени ми cL -фазы пограницам /i -превращенных зерен и утолщением внутризеренных оС -пла тин. При указанных температурах спла обладает определенной технологической пластичностью, позвол ющей деформировать сплав, например осадкой без разрушени . Деформаци  сплава со скоростью 1 10 -1-10 ; позвол е раздробить имеющиес  ci -выделени  по границам зерен и вызвать значительный наклеп внутризеренных ct-пла тин. Степень деформации 10-20% определ етс  возможностью спла-, ва деформироватьс  без разрушени  при указанных температурах., ограничение мощности прессового оборудовани  , а также необходимость пол ноты дроблени  oL -выделений по гра ницам зерен. Последующий нагрев сплава до температуры на 20-50°С ниже температуры конца полиморфного превращени  и деформаци  сплава при этой температуре со скоростью 1 10 -iTTO c позвол ет трансформировать грубую крупнозернистую пластинчатую структуру в мелкозернистую глобул рную , представл ющую округлые частицы ci.-фазы размером 2-7 мкм в /5 матрице. Высока  степень деформации  вл етс  необходимой дл  завершени  преобразовани  крупнозернистой пластинчатой , структуры в глобул рную мелкозернистую. Прошедшее в результате проведенной обработки преобразование крупнозернистой пластинчатой микроструктуры 7-9 типов в мелкозернистую структуру обеспечивает вцсокий комплекс механических свойст в издели х. Что касаетс  температурного интер вала предварительного деформировани  сшлава, то он лежит в пределах 200-400°С ниже полного полиморфного превращени  сплава, в частности дл  сплава ВТ9 с температурой полного полиморфного превращени  Т п.п.п. 1000°С температура предварительного деформировани  составл ет 600-800°С Нижн   температура предварительного деформировани  () определ етс  резким уменьшением ресурса технологи ческой пластичности деформируемого сплава и возможностью его разрушени  (образовани  микротрещин) при дальнейшем понижении температуры, а также лимитируетс  сущ;ествующей мощностью прессового оборудовани  и прочностью штамповой оснастки вследствие существенного увеличени  усили  деформировани  с понижением температуры . Верхн   температура предварительного деформировани  -(800°с) ограничиваетс  необходимостью сохранени  мартенситной структуры от полного распада и предотвращени  образовани  выделений ot -фазы по границам /i -превращенных зерен, а также утолщени  внутризеренных об-пластин, привод щих к потере эффекта предлагаемого споссрба обработки. П-р и м е р. Исходным материалом служит круг диаметром 30 мм сплава ВТ9 с крупнозернистой пластинчатой структурой соответствующей 9 типу по стандартной шкале ВИАМ. Из данного круга вырезают цилиндрические заготовки диаметром 20 мм и длиной 30 мм, обмазывают их стеклосмазкой ЭВТ-24 дл  защиты от окислени , затем нагревают в печи при 1030°С температура полного полиморфного превращени  сплава ВТ9 данной плавки равна 1000°С и выдерживают заготовки при данной .температуре после их нагрева 20 мин с последующей закалкой в воду или масло (скорость охлаждени  составл ет 5-200°сУс) . После охлаждени  заготовки нагревают в индукторе со скоростью 5-200°С/с до температур Т- 600с, Т 700°С, Т и осаживают при указанных температурах на гидравлическом прессе в изотермическом штамповом блоке со скоростью деформации :10 с на степень деформации 10-20%. Далее заготовку вновь нагревают в индукторе со скоростью 5-200°С/с до 950-580°С и осаживают по образующей на гидравлическом прессе в изотермическом штамповом блоке со скоростью деформации 1-10 -1-Ю сна степень деформации 55%. После охлаждени  заготовки стар т по стандартному режиму при 530°С 6ч. ° Результаты механических- испытаний по примерам конкретного осуществлени  способа сведены -в таблицу . В таблице прин ты следующие обозначени  Tj - температура предварительной шта1 тЬвки; Tfijy - температура окончательной штамповки ,g . - скорость предварительной . деформации;

6,-, - (.)rrF, окончательной деiliopNiauHn ;

€j - степень иродварительной деформации;

| - степень окончательной деформации .

Описываемый способ обработки двухфазных титановых сплавов обеспечивает по сравнению с существующими

способами повышение коэффициента использовани  металла в производстве на 20% эл счет возможности изготовлени  качественных изделий из забракованного титанового проката с крупнозернистой пластинчатой структурой 7-9 типов, комплекс высоких механических свойств издели  за счет- получени  микрозернистой структуры сплава .

о го

1Л N

I

R О О)

Claims (2)

1. m s со 3 99566 Формула изобретени  Способ обработки двухфазных титановых сплавов, включающий нагрев до температуры /i-области, охлаждение до комнатной температуры, нагрев5 и изотермическую деформацию при температуре на 20-50°С ниже температуры полиморфного превращени , охлаж- . дение и последующее старение, о тлича ю щ и и с   тем, что, с целью по-Ю вышени  пластичности и ударной в зкости , охлаждение до комнатной температуры осуществл ют со скоростью 5-200 град/с, а перед изотермической 010 .. деформацией провод т предварительную изотермическую деформацию при температуре на 200-400с ниже температуры коица полиморфного превращени  со степенью деформации 10-20%. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Бахарев А.А и др. Гор ча  штамповка точных заготовок лопаток из сплавов ВТЗ-1 и ВТ9. - Приложение к журналу Авиационна  промышленность , 2, 1972, с.15. .
2. 2. Авторское свидетельство СССР 676044, кл. С 22 F 1/19., 1977.