UA121986C2 - Способи отримання виробів з титану та титанових сплавів - Google Patents
Способи отримання виробів з титану та титанових сплавів Download PDFInfo
- Publication number
- UA121986C2 UA121986C2 UAA201708901A UAA201708901A UA121986C2 UA 121986 C2 UA121986 C2 UA 121986C2 UA A201708901 A UAA201708901 A UA A201708901A UA A201708901 A UAA201708901 A UA A201708901A UA 121986 C2 UA121986 C2 UA 121986C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- hydrogen
- processed product
- product
- fact
- titanium
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 103
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 94
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 90
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 90
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 83
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 141
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 50
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 50
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 29
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 25
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 claims description 18
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 9
- -1 titanium hydride Chemical compound 0.000 claims description 9
- 229910000048 titanium hydride Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 6
- OQPDWFJSZHWILH-UHFFFAOYSA-N [Al].[Al].[Al].[Ti] Chemical compound [Al].[Al].[Al].[Ti] OQPDWFJSZHWILH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 229910021324 titanium aluminide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims 2
- 230000035622 drinking Effects 0.000 claims 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 7
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RZJQYRCNDBMIAG-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Zn].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn] Chemical class [Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Zn].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn] RZJQYRCNDBMIAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D3/00—Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
- C21D3/02—Extraction of non-metals
- C21D3/06—Extraction of hydrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
- B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
- B22D21/022—Casting heavy metals, with exceedingly high melting points, i.e. more than 1600 degrees C, e.g. W 3380 degrees C, Ta 3000 degrees C, Mo 2620 degrees C, Zr 1860 degrees C, Cr 1765 degrees C, V 1715 degrees C
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
- C21D1/773—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material under reduced pressure or vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Forging (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Спосіб отримання виробу, вибраного із виробу з титану і виробу з титанового сплаву, включає плавлення шихтових матеріалів з джерелом водню для формування гарячого розплаву титану або титанового сплаву та відливання щонайменше частини гарячого розплаву для формування гідрогенізованого зливка з титану або титанового сплаву. Гідрогенізований зливок деформують за підвищеної температури для формування обробленого виробу, який має площу поперечного перерізу, меншу, ніж площа поперечного перерізу гідрогенізованого зливка. Оброблений виріб дегідрогенізують для зниження вмісту водню в обробленому виробі. У деяких необмежуючих варіантах реалізації способу дегідрогенізований виріб має середній розмір частинок α-фази менше 10 мікронів в найбільшому вимірі.
Description
Плавлення шихтовьх г. матеріалів з джералом водню для формування - «Ве гарячого розплаву | б)
Відлинання щонайменше у частини гарячого розплаву І дня формування 110 гідрегенізованого зпинка
В-гаряча обробка з і Гідрогенізація рн загартування шин ї праемикної заготовки : іпроміжна заготовка) : | , ! І о | | (необов'язково) 150
І ! пок В'я й гаряча МИ. хв і Що оброока В фени ї м ке
Й (кчнцева заготовка) ; термічна обробка ; Й : | -430 ! 140
Енея Обробка кінцевого | ппннотоннааоннсесоттонногтнкиноой виробу ВЕК нн ! Іо Чорнова обробка ї кінцевого виробу.д (1. зе й Ок Я
Г ї 170 ! Детідрогаенізація фета ктеттетнтттететньн во й
Фіг.
Область техніки
ЇО001| Даний винахід відноситься до способів отримання виробів з титану та титанових сплавів. Зокрема, деякі необмежуючі аспекти даного винаходу відносяться до способів, які включають отримання гідрогенізованого титану або сплаву титану, деформування (обробку) титану або сплаву титану та подальшу дегідрогенізацію матеріалу для зниження вмісту водню у виробі. У певних необмежуючих варіантах реалізації способу згідно із даним винаходом, вказаний спосіб забезпечує отримання виробу з титану або титанового сплаву, що має ультрадрібний розмір частинок а-фази, наприклад, середній розмір частинок а-фази менш ніж мікрон у найбільшому вимірі. 10 Рівень техніки
ЇО002| Сплави титану використовують у безлічі застосувань завдяки виграшному співвідношенню властивостей цих матеріалів, включаючи міцність, пластичність, модуль пружності та температурні властивості. Наприклад, сплав Ті-6АІ-4М (який також називається "сплавом Ті-6-4" їі має композицію, зазначену у ОМ5 К56400) є комерційним сплавом, який широко використовується в аерокосмічній та біомедичній галузях.
ЇО0ООЗ| Титан має дві алотропні форми: "високотемпературну" бета («В»)-фазу, яка має об'ємно-центровану кубічну ("оцк") кристалічну структуру; і "низькотемпературну" альфа («а»)- фазу, яка має гексагональну щільноупаковану ("гщу") кристалічну структуру. Температура, за якої а-фаза повністю переходить у В-фазу під час нагрівання титанового сплаву, відома як температура рВ-переходу (чи просто «р- перехід" або "Тв»). Традиційна обробка литих зливків із титанових сплавів для формування заготовок і інших прокатних виробів у загальному випадку включає комбінацію етапів деформації вище та нижче ДВ-переходу залежно від необхідної структури та вимог до властивостей матеріалу для заданого застосування. 00041 Дрібніший розмір частинок а-фази може призводити до більш високої міцності на розтягування, поліпшення межі втоми та поліпшення можливості ультразвукового контролю для виробу із титанового сплаву. Традиційний підхід до досягнення дрібнішого розміру частинок а- фази у виробах із титанових сплавів зазвичай включає проведення складної термомеханічної обробки, наприклад, швидкого загартування із області В-фази, після якого слідує відносно великий об'єм гарячої обробки або деформації в області с-В-фази і, можливо,
Зо післядеформаційне відпалювання в області «їВ-фази для більшого подрібнення частинок.
Зокрема, для досягнення найменшого розміру частинок а-фази потрібна гаряча обробка за дуже низьких і, ймовірно, навряд чи практичних, температур і застосування відносно низьких, регульованих швидкостей деформації. Проте існують виробничі обмеження щодо того, чого можна досягти за допомогою цього традиційного підходу, внаслідок підвищеного кувального навантаження, нижчого виходу процесу через розтріскування та відсутності або обмеження практичного регулювання швидкості деформації, особливо у разі великих розмірів перерізу.
Традиційний підхід також може бути обмежений зростаючою тенденцією до утворення в сплаві невеликих порожнеч або пір за певних умов обробки, таких як низькі температури і/або високі швидкості деформації. Це явище відоме як "деформаційно-індукована пористість" або "ДІП".
Наявність ДІП у сплаві може бути виключно шкідливою для властивостей сплаву та може призводити до значних втрат у виході процесу. У важких випадках для усунення утворюваної таким чином ДІП можуть знадобитися додаткові та дорогі етапи обробки, такі як гаряче ізостатичне пресування. Таким чином, з'явилася потреба у способах отримання виробів із титанових сплавів, які мають дрібніший розмір частинок а-фази і у той же час дозволяють уникнути обмежень, що накладаються температурою гарячої обробки і/або швидкістю деформації.
Суть винаходу
ЇО005І| Даний винахід частково відноситься до способів і виробів із сплавів, які вирішують проблеми деяких обмежень традиційних підходів до отримання виробів із титанових сплавів.
Деякі варіанти реалізації винаходу вирішують проблеми обмежень традиційних методів досягнення дрібнішого розміру частинок а-фази у деяких виробах з титану та титанових сплавів.
Один необмежуючий аспект даного винаходу відноситься до способу отримання виробу, вибраного з виробу з титану та виробу із титанового сплаву. Вказаний спосіб включає: плавлення шихтових матеріалів із джерелом водню для формування гарячого розплаву титану або титанового сплаву; відливання щонайменше частини гарячого розплаву для формування гідрогенізованого зливка з титану або титанового сплаву; деформування гідрогенізованого зливка за підвищеної температури для формування обробленого виробу, який має площу поперечного перерізу, меншу ніж площа поперечного перерізу гідрогенізованого зливка; і дегідрогенізацію обробленого виробу для зниження вмісту водню в обробленому виробі. У 60 деяких необмежуючих варіантах реалізації способу дегідрогенізований виріб має середній розмір частинок а-фази менше 10 мікрон у найбільшому вимірі. У деяких необмежуючих варіантах реалізації способу титан або титановий сплав вибрано із групи, що складається із комерційно чистого титану, переважно а-титанового сплаву, ахД-титанового сплаву, переважно
В-титанового сплаву та сплаву алюмініду титану.
Ї000О6| Інший необмежуючий аспект даного винаходу відноситься до способу отримання виробу з ажВ-титанового сплаву. Вказаний спосіб включає: плавлення шихтових матеріалів із джерелом водню для формування гарячого розплаву; відливання щонайменше частини гарячого розплаву для формування гідрогенізованого зливка з саж-рР-титанового сплаву; деформування гідрогенізованого зливка за температури спочатку в області В-фази, а потім в області с-Вя-б-фази для формування обробленого виробу, який має площу поперечного перерізу, меншу ніж площа поперечного перерізу гідрогенізованого зливка; і вакуумну термічну обробку обробленого виробу для зниження вмісту водню в обробленому виробі.
Ї0О007| Інший необмежуючий аспект даного винаходу відноситься до способу отримання виробу з ажВ-титанового сплаву. Вказаний спосіб включає: плавлення шихтових матеріалів із джерелом водню для формування гарячого розплаву; відливання щонайменше частини гарячого розплаву для формування гідрогенізованого зливка з саж-рР-титанового сплаву; деформування зливка за першої підвищеної температури для формування початкового обробленого виробу, який має площу поперечного перерізу, меншу ніж площа поперечного перерізу гідрогенізованого зливка; гідрогенізацію початкового обробленого виробу за другої підвищеної температури; деформування початкового обробленого виробу за третьої підвищеної температури для формування проміжного обробленого виробу, який має площу поперечного перерізу меншу, ніж площа поперечного перерізу початкового обробленого виробу; і вакуумну термічну обробку проміжного обробленого виробу для зниження вмісту водню у проміжному обробленому виробі.
Короткий опис графічних матеріалів 0008) Ознаки та переваги описаних у даному документі способів і виробів із сплавів будуть зрозумілішими з відсиланням на супроводжуючі графічні матеріали, в яких:
ІО009І Фіг. є блок-схемою необмежуючого варіанту реалізації способу отримання виробу з титану або титанового сплаву відповідно до даного винаходу.
ЇОО1ОЇ Слід розуміти, що застосування винаходу не обмежене послідовностями, проілюстрованими вищеописаними графічними матеріалами. Читачеві стануть очевидними вищезгадані, а також інші деталі після вивчення наведеного нижче детального опису деяких необмежуючих варіантів реалізації способів і виробів із сплавів відповідно до даного винаходу.
Читачеві також стануть зрозумілими деякі з таких додаткових деталей після застосування описаних у даному документі способів і виробів із сплавів.
Детальний опис деяких необмежуючих варіантів реалізації винаходу 0011 У даному описі необмежуючих варіантів реалізації винаходу та у формулі винаходу, за винятком робочих прикладів або де це будь-яким іншим чином вказано, усі числа, які виражають кількості або характеристики інгредієнтів і продуктів, умов обробки і таке інше, слід розуміти, як такі, що модифікуються в усіх випадках терміном "близько". Відповідно, якщо не вказано інше, будь-які числові параметри, наведені у нижченаведеному описі та доданій формулі винаходу, є наближеннями, які можуть варіюватися залежно від бажаних властивостей, які необхідно отримати у способах і виробах із сплавів відповідно до даного винаходу. Як мінімум, і не намагаючись обмежувати застосування доктрини еквівалентів об'ємом формули винаходу, кожен числовий параметр слід сприймати щонайменше у світлі кількості наведених значущих цифр і застосовуючи стандартні методи округлення.
Ї0О012| Даний винахід частково відноситься до способів і виробів з титану та титанових сплавів, які вирішують проблеми деяких обмежень традиційних підходів до досягнення дрібнішого розміру частинок а-фази у деяких виробах із титанових сплавів. Згідно фіг., зображено необмежуючий варіант реалізації способу отримання зливка з сажтрВ-титанового сплаву відповідно до даного винаходу. Вказаний спосіб включає плавлення шихтових матеріалів із джерелом водню для формування гарячого розплаву (блок 100) і відливання щонайменше частини гарячого розплаву для формування гідрогенізованого (тобто водневмісного) зливка з «ї«р-титанового сплаву (блок 110). У деяких необмежуючих варіантах реалізації винаходу шихтові матеріали можуть складатися з матеріалів, які після плавлення утворюють титановий сплав Т1і-6-4 (що має композицію, зазначену у Ме К56400), який містить за масою (у цьому документі усі процентні долі є масовими процентними долями, якщо не вказано інше) від 5,50 95 до 6,75 956 алюмінію, від 3,50 95 до 4,50 95 ванадію, титан, водень і домішки. Фахівці у даній області техніки можуть легко визначити початкові матеріали, здатні бо утворити гарячий сплав, що має конкретну необхідну композицію.
0013) У ширшому сенсі описані у даному документі способи можна застосовувати у зв'язку з отриманням зливків і інших виробів із будь-якого комерційно чистого титану, переважно а- титанових сплавів, «я«ДрД-титанових сплавів, переважно р-титанових сплавів і сплавів алюмініду титану. Необмежуючі приклади переважно а-титанових сплавів, які можна оброблювати відповідно до різних необмежуючих варіантів реалізації розкритих у даному документі способів, включають сплав Ті-8АІ-1Мо-1М (що має композицію, зазначену у ШОМ5 К54810). Необмежуючі приклади практично с«-ДВ-титанових сплавів, які можна обробляти відповідно до різних необмежуючих варіантів реалізації розкритих у даному документі способів, включають сплав Ті- бАІ-251-471-2МоО (що має композицію, зазначену у ОМ5З К54620), сплав Ті-6АІ-4/ (що має композицію, зазначену у Ме К56400) і сплав Ті-6АІ-6У-25п (що має композицію, зазначену у
ОМ 56620). Необмежуючі приклади переважно р-титанових сплавів, які можна оброблювати відповідно до різних необмежуючих варіантів реалізації розкритих у даному документі способів, включають сплав Ті-5АІ-25п-221-4АМо-4бт (що також позначається як сплав "Ті-17" ї має композицію, зазначену у ИМ5-Н58650), сплав Ті-б6АІ-25п-2271-2бі-2Мо-0.155і (що також позначається як сплав "Ті-62222") і сплав Ті-4.5АІ-3М-2Мо-2РЕе (що також позначається як сплав "БР-700"). Необмежуючі приклади сплавів алюмініду титану, які можна оброблювати відповідно до різних необмежуючих варіантів реалізації розкритих у даному документі способів, включають сплав Ті-24АІ-11МЬ і сплав Ті-25АІ-10МБ-3У-1Мо на основі супер-а02. Фахівцям у даній області техніки очевидно, що вищезгадані позначення сплавів відносяться тільки до номінальних концентрацій з урахуванням масового відсоткового вмісту відносно загальної маси сплаву деяких основних елементів сплаву, які містяться у сплаві, і що ці сплави можуть також містити незначні добавки інших елементів сплаву, а також випадкові домішки, які не впливають на позначення сплавів як переважно а-титанових сплавів, «я«ДВ-титанових сплавів, переважно рД- титанових сплавів і сплавів алюмініду титану. Більше того, хоча даний винахід посилається на деякі конкретні сплави, описані у даному документі способи та вироби із сплавів не обмежені у зв'язку з цим. Слід розуміти, що початкові матеріали можуть бути вибрані фахівцем-практиком так, щоб забезпечити зливок сплаву, що має необхідну композицію та інші необхідні властивості.
Ї0014| Відповідно до деяких необмежуючих варіантів реалізації винаходу щонайменше
Зо частина гідрогенізованого зливка, що отримується на етапах плавлення та відливання відповідно до даних способів, характеризується вмістом водню більш ніж від 0 до 1,5 95 за масою з урахуванням загальної маси гідрогенізованого зливка. Відповідно до деяких інших необмежуючих варіантів реалізації винаходу вміст водню щонайменше у частині гідрогенізованого зливка складає від 0,05 95 до 1,095, за масою. У інших необмежуючих варіантах реалізації винаходу щонайменше частина гідрогенізованого зливка характеризується вмістом водню від 0,05 95 до 0,8 95 або від 0,2 95 до 0,8 95 за масою. Залежно від композиції, у разі конкретного виробу із сплаву вміст водню, що перевищує 1,5 95 за масою, може викликати розтріскування під час охолодження до кімнатної температури і, отже, може не забезпечити необхідні властивості матеріалу.
Ї0015| Традиційним підходом до впровадження водню у виріб із титанового сплаву є термічна обробка затверділого сплаву, що відбувається після плавлення, у присутності водню.
Цей традиційний підхід базується на твердофазній дифузії водню і, отже, зазвичай вимагає високотемпературної термічної обробки впродовж тривалого періоду часу, який істотно збільшується з розміром перерізу. На противагу цьому, деякі необмежуючі варіанти реалізації способів отримання виробу з а«яДВ-титанового сплаву або інших виробів з титану або титанових сплавів відповідно до даного винаходу включають плавлення шихтових матеріалів із джерелом водню для забезпечення гідрогенізованого зливка з титану або титанового сплаву. Іншими словами, джерело водню присутнє під час отримання гарячого розплаву, і відбувається впровадження водню з джерела у литий матеріал. Відповідно до деяких необмежуючих варіантів реалізації винаходу джерело водню присутнє на усіх етапах плавлення та відливання (твердіння), які проводять одночасно.
Ї0016| Водень може бути впроваджений у литий титан або титановий сплав, наприклад, у формі водневого преципітату або твердого розчину впровадження, у матриці з титану або титанового сплаву, хоча водень може бути присутнім у будь-якій формі, підтримуваній композицією сплаву та умовами обробки. Як додатково пояснюється нижче, вироби з титану та титанових сплавів, оброблені відповідно до різних варіантів реалізації способів відповідно до даного винаходу, можуть призводити до поліпшення оброблюваності та виходу процесу і тим самим знижувати витрати на виробництво і/або можуть досягати дрібнішого розміру частинок а- фази, ніж це можливо у разі традиційних способів перетворення титану. Більше того, як бо додатково пояснюється нижче у зв'язку з деякими варіантами реалізації, шляхом підтримання гідрогенізованого стану виробу, що пройшов кінцеву гарячу обробку та чорнову обробку, можна зробити час відпалу, необхідний для дегідрогенізації (тобто зниження вмісту водню), відносно коротким і економічно вигідним.
Ї0О017| У деяких необмежуючих варіантах реалізації винаходу джерелом водню може бути, наприклад: газове середовище, що містить парціальний тиск водню у контакті з розплавленими шихтовими матеріалами; газове середовище, що містить парціальний тиск водню та інертний газ (наприклад, гелій або аргон) у контакті з розплавленими шихтовими матеріалами; і/або один або більше водневмісних матеріалів (таких як, наприклад, порошок гідриду титану, тріски або стружка гідриду титану), які плавлять разом з іншими шихтовими матеріалами. Фахівці у даній області після прочитання даного опису зможуть визначити додаткові джерела водню відповідно до даного винаходу для підвищення вмісту водню у виробі з титану або титанового сплаву.
Мається на увазі, що усі такі додаткові джерела водню входять в об'єм даного винаходу. 0018) Знову згідно Ффіг., у необмежуючому варіанті реалізації способу отримання виробу з ажр-титанового сплаву або іншого виробу з титанового сплаву відповідно до даного винаходу гідрогенізований зливок із титанового сплаву деформують (тобто оброблюють) за підвищеної температури (тобто температури, яка перевищує кімнатну температуру та яка підходить для обробки зливка) для формування обробленого виробу, який має площу поперечного перерізу, меншу ніж площа поперечного перерізу гідрогенізованого зливка (блоки 120-140). Значення терміну "оброблений виріб" зрозуміле фахівцям в області виробництва виробів із титанових сплавів. В якості прикладів і без обмежень, оброблений виріб може відноситися до попередньої форми, проміжної заготовки, кінцевої заготовки, прутка, товстого листа, тонкого листа, кінцевого виробу у тільки обробленому або начорно обробленому стані, або інших продуктів прокату.
Наприклад, після деформації початкового зливка, наприклад, за допомогою кування або іншого методу гарячої обробки, отримуваний у результаті оброблений виріб, як правило, називається у даній області техніки попередньою формою або проміжною заготовкою. У контексті даного документу "оброблений виріб" включає усі такі вироби. Більше того, слід розуміти, що "попередня форма" або "заготовка" не обмежуються конкретними формами виробів. Конкретна форма попередньої форми або заготовки може варіюватися залежно від умов обробки та проектних критеріїв конкретного виробу із сплаву.
Зо Ї0О019| У деяких необмежуючих варіантах реалізації даних способів гідрогенізований зливок деформують спочатку за температури в області В-фази (блок 120) конкретного сплаву, а після цього деформують в області «їВ-б-фази (блок 130) сплаву для формування обробленого виробу, який має площу поперечного перерізу, меншу ніж площа поперечного перерізу гідрогенізованого зливка. У деяких варіантах реалізації даного способу, який включає деформацію в області В-фази і після цього в області «яВжб-фази, сплав є сяД-титановим сплавом. Традиційна обробка литих зливків «їВ-сплавів для формування заготовок або інших продуктів прокату, як правило, включає початкову деформацію матеріалу вище ДВ-переходу (тобто в області ВД-фази) для руйнування литої структури зливка. Не обмежуючись будь-якою теорією, забезпечення виробу з «ажр-титанового сплаву з підвищеним вмістом кисню за допомогою способів відповідно до даного винаходу може поліпшити гарячу оброблюваність або пластичність с«їВ-титанового сплаву шляхом зниження температури В-переходу сплаву та стабілізації В-фази сплаву. 0020 У деяких необмежуючих варіантах реалізації способів відповідно до даного винаходу виріб з титану або титанового сплаву, отриманий шляхом відливання розплаву, отриманого шляхом плавлення шихтових матеріалів із джерелом водню, спочатку деформують за температури трохи вище за температуру В-переходу для формування проміжної заготовки (блок 120). Деформування виробу з титану або титанового сплаву відповідно до різних необмежуючих варіантів реалізації винаходу, розкритих у даному документі, може включати деформування частини виробу або усього виробу. Крім того, у контексті даного документу такі вирази як "деформація за" і "деформація тіла за" і таке інше, вживані щодо температури, температурного діапазону або мінімальної температури, означають, що щонайменше частина призначеного для деформації об'єкту має температуру, щонайменше рівну вказаній температурі, що знаходиться в межах вказаного температурного діапазону або щонайменше настільки ж високу, як і вказана мінімальна температура під час деформації. Необмежуючі способи деформування виробів з титану або титанового сплаву, які можна застосовувати відповідно до різних необмежуючих варіантів реалізації винаходу, розкритих у даному документі, включають одне або комбінацію з кування, обтискання, екструзії волочіння та плющення. Наприклад, відповідно до одного конкретного необмежуючого варіанту реалізації винаходу, деформування щонайменше частини виробу за температури Ті: може включати кування виробу в умовах, коли щонайменше частина бо виробу знаходиться за температури Ті. Щодо ажрВ-титанових сплавів, оскільки підвищення вмісту водню в «яВ-титановому сплаві знижує температуру В-переходу, температура початкової операції В-кування може бути нижчою в порівнянні з традиційною обробкою, у разі якої вміст водню у сплаві може бути нижчим. Застосування нижчої температури під час початкової операції ВД-кування може забезпечити переваги, такі як мінімізація розміру В-зерен і збереження високої щільності дислокацій, які можуть полегшувати подрібнення мікроструктури під час подальшої обробки. 00211 Знову згідно з блоком 120 на Фіг., відповідно до деяких необмежуючих варіантів реалізації винаходу, після початкової низькотемпературної В-деформації проміжну заготовку деформують за більш високої температури В-деформації для рекристалізації щонайменше частини проміжної заготовки. Наприклад, після початкової низькотемпературної В-деформації проміжну заготовку можна кувати за температури (Тг), яка вище, ніж температура початкової операції Д-кування (Т:). У деяких необмежуючих варіантах реалізації винаходу Тг щонайменше на 27 "С вища за Ті. Наприклад, відповідно до різних необмежуючих варіантів реалізації винаходу, розкритих у даному документі, перед деформацією зливка в області В-фази за Ті проміжну заготовку можна нагрівати до Т: або температури вище Ті, наприклад, у печі, так, щоб проміжна заготовка або щонайменше частина проміжної заготовки, призначена для деформації, досягала температури щонайменше 1. У контексті даного документу такі вирази як "нагрітий до" і "нагрівання до" і так далі, вживані щодо температури, температурного діапазону або мінімальної температури, означають, що виріб нагрівають доти, поки щонайменше необхідна частина виробу не матиме температури, щонайменше рівної вказаній або мінімальній температурі, або що знаходиться у межах вказаного температурного діапазону, упродовж усієї довжини вказаної частини. Після нагрівання проміжну заготовку (чи будь-яку її частину) можна деформувати за Т..
І0022| Відповідно до деяких необмежуючих варіантів реалізації винаходу водневмісну заготовку, отриману з розплаву, охолоджують для формування водневого преципітату у проміжній заготовці. Вміст водню у гідрогенізованому зливку може стимулювати трансформацію евтектоїдної фази у формі В «з» а - Д я- б (гідрид титану) у разі витримування за температури в області аВ--б-фази. У контексті даного документу такі вирази як "витримувати за" і так далі, вживані щодо температури, температурного діапазону або мінімальної температури, означають,
Зо що щонайменше необхідну частину титану або титанового сплаву підтримують за температури, щонайменше рівній вказаній або мінімальній температурі, або що знаходиться в межах вказаного температурного діапазону. У деяких необмежуючих варіантах реалізації винаходу титан або титановий сплав охолоджують контрольованим чином через евтектоїдний перехід до кімнатної температури. В альтернативному варіанті матеріал охолоджують контрольованим чином нижче евтектоїдного переходу, витримують (старять) за температури або у температурному діапазоні нижче евтектоїдного переходу впродовж часу, необхідного для досягнення більш гомогенного розподілу водню, а потім охолоджують контрольованим чином до кімнатної температури. Преципітат б-фази можна застосовувати для подрібнення ажшр- мікроструктури та потенційного полегшення утворення дрібнішого розміру частинок а-фази у порівнянні з традиційною обробкою, як додатково пояснюється нижче. Хоча даний опис посилається на а«хр-титанові сплави, описані у даному документі способи та вироби із сплавів не обмежені у зв'язку з цим. Слід розуміти, що в інших необмежуючих варіантах реалізації способів відповідно до даного винаходу можна здійснювати різні модифікації, не відступаючи від суті та об'єму винаходу, що очевидно для фахівців у даній області техніки. Такі зміни та модифікації знаходяться у межах об'єму та ідей даного винаходу, які визначаються доданою формулою винаходу.
ІО0О23| Знову згідно Фіг., проміжну заготовку піддають гарячій обробці, тобто деформують за температури в області аїрб-фази «їрВ-титанового сплаву для формування кінцевої заготовки (блок 130). У деяких необмежуючих варіантах реалізації винаходу проміжну заготовку старять за температури в області с-В-б-фази титанового сплаву (блок 140) перед деформацією в області аїВ-б-фази титанового сплаву. В інших необмежуючих варіантах реалізації винаходу проміжну заготовку деформують в області аїр або «їВжб-фази титанового сплаву без окремого етапу старіння в області а«жВ--б-фази титанового сплаву.
І0024| У деяких необмежуючих варіантах реалізації винаходу гідрогенізований зливок є циліндричним. У додаткових варіантах реалізації винаходу гідрогенізований зливок може приймати інші геометричні форми, а перехресний переріз може бути, наприклад, приблизно прямокутним. Відповідно до деяких необмежуючих варіантів реалізації винаходу, розкритих у даному документі, деформування гідрогенізованого зливка до кінцевої заготовки може включати деформування або будь-яку іншу обробку зливка впродовж одного або більше пасажів або етапів для досягнення відсоткового зменшення площі поперечного перерізу, що становить щонайменше від 15 95 до 98 95 під час гарячої обробки. (00251) Відповідно до деяких необмежуючих варіантів реалізації винаходу, які включають обробку виробу з титанового сплаву Ті-6-4, температура в області сВ-б-фази сяДр-титанового сплаву, за якої оброблюють зливок (блок 130) складає менше 800 "С. Водневі преципітати б- фази, утворювані у варіантах реалізації винаходу згідно з даним документом можуть полегшувати утворення частинок а-фази дрібнішого розміру в порівнянні з традиційною обробкою. Не обмежуючись будь-якою теорією, водневі преципітати б-фази можуть діяти як центри кристалізації для рекристалізації а-фази під час гарячої обробки і також можуть діяти як центри захоплення для стабілізації подрібнених частинок а-фази. 0026) Відповідно до деяких необмежуючих варіантів реалізації винаходу спосіб отримання виробу з титанового сплаву Ті-6-4 відповідно до даного винаходу включає деформування гідрогенізованого литого зливка із зливка, отриманого з використанням джерела водню, як описано у даному документі, за першої підвищеної температури для формування початкового обробленого виробу, який має площу поперечного перерізу, меншу ніж площа поперечного перерізу гідрогенізованого зливка, і гідрогенізацію початкового обробленого виробу за другої підвищеної температури (блок 150). У деяких необмежуючих варіантах реалізації винаходу гідрогенізацію під час формування з розплаву (блок 100) використовують для підвищення вмісту водню до проміжного значення, меншого, ніж необхідний кінцевий вміст, а залишок необхідного водню додають потім у сгідрогенат сплаву шляхом застосування подальшої короткої високотемпературної термічної обробки, наприклад, після ДВ-кування. Додатково гідрогенізований сплав можна додатково оброблювати для осадження частинок гідриду титану, як вказано вище.
ІЇ0027| Знову згідно Фіг., кінцеву заготовку додатково оброблюють традиційними або надпластичними способами у са-8 або сажрВеб-області для формування виробу, що має необхідну кінцеву форму (блок 160) і/або пройшов чорнову обробку (блок 170). Відповідно до деяких необмежуючих варіантів реалізації винаходу, які включають обробку виробу з титанового сплаву Ті-6-4, кінцеве «ї«Вя-б-кування можна проводити за температури менше 850 70-650 С. Під час традиційної обробки без часткової тимчасової гідрогенізації, що проводиться в способах відповідно до даного винаходу, гаряча обробка титанового сплаву Ті-6- 4 за температур набагато нижче В-переходу може призводити до надмірного розтріскування та великих об'ємів деформаційно-індукованої пористості. 0028) Відповідно до деяких необмежуючих варіантів реалізації винаходу запропонований кінцевий виріб є дегідрогенізованим (блок 180) у щойно обробленому або начорно обробленому стані для зниження вмісту водню у кінцевому виробі У контексті даного документу "дегідрогенізувати" означає знижувати вміст водню у кінцевому виробі у будь-якому ступені. У деяких необмежуючих варіантах реалізації винаходу дегідрогенізація виробу знижує вміст водню не більш ніж до 150 м.д. У деяких необмежуючих варіантах реалізації винаходу дегідрогенізація кінцевого виробу може знижувати вміст водню у кінцевому виробі до будь-якого відповідного зменшеного вмісту водню для того, щоб подолати або уникнути низькотемпературного окрихчування і/або щоб відповідати хімічним специфікаціям галузевих стандартів для конкретного сплаву. Під час процесу дегідрогенізації преципітати б-фази (гідрид титану) можуть розщеплюватися та залишати відносно дрібну с«-В-мікроструктуру з морфологією в діапазоні від злегка голчастої до рівноосної залежно від умов обробки. 0029 У деяких необмежуючих варіантах реалізації винаходу дегідрогенізація призводить до отримання дегідрогенізованого обробленого виробу. У різних необмежуючих варіантах реалізації винаходу дегідрогенізований оброблений виріб має середній розмір частинок а-фази менше 10 мікрон у найбільшому вимірі У додаткових необмежуючих варіантах реалізації винаходу дегідрогенізований оброблений виріб може мати середній розмір частинок а-фази менше З мікрон у найбільшому вимірі У додаткових необмежуючих варіантах реалізації винаходу дегідрогенізований оброблений виріб може мати середній розмір частинок а-фази менше 1 мікрона у найбільшому вимірі. Подрібнена «їВ-мікроструктура може покращувати механічні властивості кінцевого виробу і/або покращувати можливість ультразвукового контролю. Фахівець у даній області техніки може легко визначити розмір частинок а-фази для дегідрогенізованого обробленого виробу за допомогою мікроскопії.
І0ООЗОЇ Відповідно до деяких необмежуючих варіантів реалізації винаходу дегідрогенізація виробу включає вакуумну термічну обробку виробу. У деяких необмежуючих варіантах реалізації винаходу вакуумна термічна обробка виробу включає нагрівання кінцевого виробу практично у вакуумі за температури, достатньої для видалення щонайменше частини водню з бо виробу. Хоча у даному документі описано тільки обмежене число способів дегідрогенізації,
даний винахід не обмежений ними. Фахівці у даній області можуть легко визначити відповідний метод дегідрогенізації для конкретного гідрогенізованого обробленого виробу.
Ї00ОЗ31| Підтримування виробу з титану або титанового сплаву у гідрогенізованому стані впродовж усього часу до стану кінцевої обробки або чорнової обробки може забезпечувати численні переваги процесу, включаючи, наприклад, поліпшений вихід (менше розтріскування), меншу напругу пластичної течії під час кування, нижчі прийнятні температури гарячої обробки, поліпшену механічну оброблюваність і значно зменшений час овідпалювання у разі дегідрогенізації. Зміна умов процесу може призвести до отримання виробу з титану або титанового сплаву з ультратонкою структурою та поліпшеними міцністю при розтягуванні, опором втомі та можливістю ультразвукового контролю.
ЇООЗ32| Хоча у вищенаведеному описі представлено тільки обмежене число варіантів реалізації винаходу, для фахівців у даній області техніки очевидно, що можна здійснювати різні зміни в способах і інших деталях описаних і проілюстрованих прикладів, а усі такі модифікації залишаються в межах принципів і об'єму даного винаходу, викладених у даному документі і у доданій формулі винаходу. Отже, зрозуміло, що даний винахід не обмежений конкретними варіантами реалізації, розкритими або включеними у даний документ, але охоплює модифікації, які знаходяться в межах принципів і об'єму даного винаходу, що визначаються формулою винаходу. Також для фахівців у даній області техніки очевидно, що можна здійснювати зміни наведених вище варіантів реалізації, не відступаючи від загальної концепції винаходу.
Claims (44)
1. Спосіб отримання виробу із титанового сплаву, який включає: плавлення шихтових матеріалів з джерелом водню, що включає гідрид титану, для формування гарячого розплаву титанового сплаву; відливання щонайменше частини гарячого розплаву для формування гідрогенізованого зливка з титанового сплаву; деформування гідрогенізованого зливка при підвищеній температурі спочатку в області В-фази, Зо а потім в області ахр-б-фаз для формування обробленого виробу, який має площу поперечного перерізу, меншу, ніж площа поперечного перерізу гідрогенізованого зливка; і дегідрогенізацію обробленого виробу для зниження вмісту водню обробленого виробу.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що виріб із титанового сплаву вибраний з групи, яка складається з: виробу із псевдо-с-титанового сплаву, виробу із «яр-титанового сплаву, виробу із псевдо-В-титанового сплаву та виробу зі сплаву алюмініду титану.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше частина гідрогенізованого зливка має вміст водню від 0,05 до 1,5 мас. 95.
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше частина гідрогенізованого зливка має вміст водню більше ніж від 0 до 0,8 мас. 95.
5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше частина гідрогенізованого зливка має вміст водню від 0,2 до 0,8 мас. 95.
6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що джерело водню включає щонайменше одне з: газового середовища, що включає парціальний тиск водню, і газового середовища, що включає парціальний тиск водню та інертний газ.
7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що плавлення шихтових матеріалів включає плавлення шихтового матеріалу у газовому середовищі, що включає парціальний тиск водню.
8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що спосіб додатково включає між деформуванням гідрогенізованого зливка в області В-фази та деформуванням гідрогенізованого зливка в області ажВаб-фаз: охолодження обробленого виробу з області В-фази до кімнатної температури; і старіння обробленого виробу при температурі в області аїВ--б-фаз титанового сплаву.
9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що щонайменше одне з деформування гідрогенізованого зливка та деформування обробленого виробу включає щонайменше одне з кування і прокатки.
10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що дегідрогенізація обробленого виробу включає нагрівання обробленого виробу практично у вакуумі при температурі, достатній для видалення щонайменше частини водню з обробленого виробу.
11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що дегідрогенізація обробленого виробу знижує вміст водню до не більше ніж 150 м. ч.
12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що дегідрогенізований оброблений виріб має середній розмір частинок а-фази менше ніж 10 мікронів у найдовшому вимірі.
13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що дегідрогенізований оброблений виріб має середній розмір частинок а-фази менше ніж З мікрони у найдовшому вимірі.
14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що дегідрогенізований оброблений виріб має середній розмір частинок а-фази менше ніж 1 мікрон у найдовшому вимірі.
15. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що виріб є виробом із а««рВ-титанового сплаву, і а«р- титановий сплав включає від 5,50 до 6,75 мас. 95 алюмінію, від 3,50 до 4,50 мас. 95 ванадію, титан, водень і домішки.
16. Спосіб отримання виробу з аяр-титанового сплаву, який включає: плавлення шихтових матеріалів з джерелом водню, що включає гідрид титану, для формування гарячого розплаву; відливання щонайменше частини гарячого розплаву для формування гідрогенізованого зливка ажр-титанового сплаву; деформування гідрогенізованого зливка при першій підвищеній температурі для формування початкового обробленого виробу, що має площу поперечного перерізу, меншу, ніж площа поперечного перерізу гідрогенізованого зливка; гідрогенізацію початкового обробленого виробу при другій підвищеній температурі; деформування початкового обробленого виробу при третій підвищеній температурі в області а-В-б-фаз для формування проміжного обробленого виробу, що має площу поперечного перерізу, меншу, ніж площа поперечного перерізу початкового обробленого виробу; і вакуумну термічну обробку проміжного обробленого виробу для зниження вмісту водню проміжного обробленого виробу.
17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що ажрВ-титановий сплав включає від 5,50 до 6,75 мас. 95 алюмінію, від 3,50 до 4,50 мас. 95 ванадію, титан, водень та домішки.
18. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що джерело водню включає щонайменше одне з: газового середовища, яке включає парціальний тиск водню, і газового середовища, яке включає парціальний тиск водню та інертний газ.
19. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що вакуумна термічна обробка проміжного Зо обробленого виробу включає нагрівання проміжного обробленого виробу при температурі, достатній для видалення щонайменше частини водню з проміжного обробленого виробу.
20. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що вакуумна термічна обробка проміжного обробленого виробу знижує вміст водню проміжного обробленого виробу до не більше ніж 150
М. ч.
21. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що проміжний оброблений виріб після вакуумної термічної обробки має середній розмір частинок а-фази менше ніж 10 мікронів у найдовшому вимірі.
22. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що проміжний оброблений виріб після вакуумної термічної обробки має середній розмір частинок а-фази менше ніж З мікрони у найдовшому вимірі.
23. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що проміжний оброблений виріб після вакуумної термічної обробки має середній розмір частинок а-фази менше ніж 1 мікрон у найдовшому вимірі.
24. Спосіб отримання виробу із ««р-титанового сплаву, який включає: плавлення шихтових матеріалів з джерелом водню для формування гарячого розплаву; відливання щонайменше частини гарячого розплаву для формування гідрогенізованого зливка ажр-титанового сплаву; деформування гідрогенізованого зливка при температурі спочатку в області ВД-фази, а потім в області ая-В-б-фаз для формування обробленого виробу, який має площу поперечного перерізу, меншу, ніж площа поперечного перерізу гідрогенізованого зливка; і вакуумну термічну обробку обробленого виробу для зниження вмісту водню обробленого виробу.
25. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що ажВ-титановий сплав включає від 5,50 до 6,75 мас. 95 алюмінію, від 3,50 до 4,50 мас. 95 ванадію, титан, водень та домішки.
26. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що щонайменше частина гідрогенізованого зливка має вміст водню більше ніж від 0 до 1,5 мас. 95.
27. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що щонайменше частина гідрогенізованого зливка має вміст водню від 0,05 до 1,5 мас. 95.
28. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що щонайменше частина гідрогенізованого зливка 60 має вміст водню від 0,05 до 1,0 мас. 95.
29. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що щонайменше частина гідрогенізованого зливка має вміст водню від 0,05 до 0,8 мас. 95.
30. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що щонайменше частина гідрогенізованого зливка має вміст водню від 0,2 до 0,8 мас. 95.
31. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що джерело водню включає щонайменше одне з: газового середовища, що включає парціальний тиск водню, і газового середовища, що включає парціальний тиск водню та інертний газ, і гідрид титану.
32. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що плавлення шихтових матеріалів включає плавлення шихтового матеріалу у газовому середовищі, яке включає парціальний тиск водню.
33. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що джерело водню включає водневмісний матеріал у шихтових матеріалах.
34. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що водневмісний матеріал являє собою гідрид титану.
35. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що спосіб додатково включає між деформуванням гідрогенізованого зливка в області ВД-фази і деформуванням гідрогенізованого зливка в області ажВаб-фаз: охолодження обробленого виробу з області В-фази до кімнатної температури; і старіння обробленого виробу при температурі в області аїВ--б-фаз титанового сплаву.
36. Спосіб за п. 35, який відрізняється тим, що щонайменше одне з деформування гідрогенізованого зливка і деформування обробленого виробу включає щонайменше одне з кування та прокатки.
37. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що деформування гідрогенізованого зливка в області аВ--0-фаз здійснюється при температурі менше ніж від 850 "С до 650 "С.
38. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що деформування гідрогенізованого зливка в області аїДВ-б-фаз здійснюється при температурі менше ніж 800 "С.
39. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що деформування гідрогенізованого зливка в області В-фази рекристалізує щонайменше частину обробленого виробу.
40. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що вакуумна термічна обробка обробленого виробу включає нагрівання обробленого виробу практично у вакуумі при температурі, достатній для Зо видалення щонайменше частини водню з обробленого виробу.
41. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що вакуумна термічна обробка обробленого виробу знижує вміст водню обробленого виробу до не більше ніж 150 м. ч.
42. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що оброблений виріб після вакуумної термічної обробки має середній розмір частинок а-фази менше ніж 10 мікронів у найдовшому вимірі.
43. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що оброблений виріб після вакуумної термічної обробки має середній розмір частинок а-фази менше ніж З мікрони у найдовшому вимірі.
44. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що оброблений виріб після вакуумної термічної обробки має середній розмір частинок а-фази менше ніж 1 мікрон у найдовшому вимірі.
Іпавпення шихтовьх й матеріатв з джерелом ї нодню для формування кущ гарячого розплану | й "Відпивання щонайменше - частини гарячого розплав для формування -1о пдрюгензованого знивка В-гаряча обробка й Ї Гідроганізація нях загартунання фрнанннннкочннмннкотонкнтечннчнннккн проміжної заготонки і | (проміжна заготовка) | | шо, ' ; і , : ! (необов'язково) 156 120 | нин нин : ; і ок В я б гаряча : щі прав : с оаброока ше - - : (кінцева заготовка). | термічна обробка ! Е ши) | Тео;
: . : Сюроока кінцевого й Хохюнхс фонннннетенннюметссотвюкосоготнтєоосоенттсох Я виробу СЕК ен ; о Е уМюорнова обробка і Е кінценого виробу ши 1 170 Депдрогенізація фе тнттттяй Іо Я
ФІГ.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201562114194P | 2015-02-10 | 2015-02-10 | |
| PCT/US2016/016983 WO2016130470A1 (en) | 2015-02-10 | 2016-02-08 | Methods for producing titanium and titanium alloy articles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA121986C2 true UA121986C2 (uk) | 2020-08-25 |
Family
ID=55436176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201708901A UA121986C2 (uk) | 2015-02-10 | 2016-02-08 | Способи отримання виробів з титану та титанових сплавів |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US10011885B2 (uk) |
| EP (1) | EP3256613B1 (uk) |
| JP (1) | JP6784700B2 (uk) |
| KR (1) | KR102228826B1 (uk) |
| CN (2) | CN107406911B (uk) |
| BR (1) | BR112017017188B1 (uk) |
| CA (1) | CA2976307C (uk) |
| MX (1) | MX2017010248A (uk) |
| RU (1) | RU2695850C2 (uk) |
| UA (1) | UA121986C2 (uk) |
| WO (1) | WO2016130470A1 (uk) |
| ZA (1) | ZA201705773B (uk) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2976307C (en) * | 2015-02-10 | 2020-12-29 | Ati Properties Llc | Methods for producing titanium and titanium alloy articles |
| JP6402163B2 (ja) * | 2016-12-07 | 2018-10-10 | 三菱重工航空エンジン株式会社 | ＴｉＡｌ合金体の水素化脱水素化方法及びＴｉＡｌ合金粉末の製造方法 |
| EP3938553A4 (en) * | 2019-03-16 | 2022-11-30 | Praxis Powder Technology, Inc. | MICROSTRUCTURAL IMPROVEMENTS OF TITANIUM ALLOYS |
| KR20230029865A (ko) * | 2020-07-14 | 2023-03-03 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 강재 및 강 제품의 탈수소 방법, 그리고, 강재 및 강 제품의 제조 방법 |
| US20220388090A1 (en) * | 2021-06-04 | 2022-12-08 | The Boeing Company | Fabrication of thick stock via diffusion bonding of titanium alloys |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2892742A (en) * | 1956-06-22 | 1959-06-30 | Metallgesellschaft Ag | Process for improving the workability of titanium alloys |
| US4680063A (en) | 1986-08-13 | 1987-07-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method for refining microstructures of titanium ingot metallurgy articles |
| US4820360A (en) | 1987-12-04 | 1989-04-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method for developing ultrafine microstructures in titanium alloy castings |
| CN1023495C (zh) * | 1989-07-31 | 1994-01-12 | 新日本制铁株式会社 | 细等轴显微组织钛和钛合金制造方法 |
| US5108517A (en) * | 1989-07-31 | 1992-04-28 | Nippon Steel Corporation | Process for preparing titanium and titanium alloy materials having a fine equiaxed microstructure |
| JPH03193850A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-23 | Nippon Steel Corp | 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 |
| RU1780337C (ru) * | 1990-07-06 | 1995-10-20 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Способ наводороживания титановых сплавов |
| RU2055927C1 (ru) * | 1993-12-29 | 1996-03-10 | Московский государственный авиационный технологический университет им.К.Э.Циолковского | Сплав на основе титана |
| JPH08295969A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-12 | Nippon Steel Corp | 超塑性成形に適した高強度チタン合金およびその合金板の製造方法 |
| RU2192497C2 (ru) * | 2001-01-09 | 2002-11-10 | Институт физики прочности и материаловедения | Способ получения изделий из титана и его сплавов с субмикрокристаллической структурой |
| US7611592B2 (en) | 2006-02-23 | 2009-11-03 | Ati Properties, Inc. | Methods of beta processing titanium alloys |
| CN102248178B (zh) * | 2011-07-06 | 2013-01-02 | 郑新科 | 机械合金化热处理法制备6Al4V钛合金粉的工艺 |
| RU2525003C1 (ru) * | 2013-08-07 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "МАТИ-Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского" (МАТИ) | Сплав на основе алюминида титана и способ обработки заготовок из него |
| CA2976307C (en) * | 2015-02-10 | 2020-12-29 | Ati Properties Llc | Methods for producing titanium and titanium alloy articles |
-
2016
- 2016-02-08 CA CA2976307A patent/CA2976307C/en active Active
- 2016-02-08 WO PCT/US2016/016983 patent/WO2016130470A1/en active Application Filing
- 2016-02-08 CN CN201680018207.9A patent/CN107406911B/zh active Active
- 2016-02-08 UA UAA201708901A patent/UA121986C2/uk unknown
- 2016-02-08 JP JP2017559784A patent/JP6784700B2/ja active Active
- 2016-02-08 RU RU2017131323A patent/RU2695850C2/ru active
- 2016-02-08 CN CN201910791731.5A patent/CN110592402A/zh active Pending
- 2016-02-08 BR BR112017017188-0A patent/BR112017017188B1/pt active IP Right Grant
- 2016-02-08 KR KR1020177024783A patent/KR102228826B1/ko active IP Right Grant
- 2016-02-08 US US15/018,337 patent/US10011885B2/en active Active
- 2016-02-08 EP EP16706481.5A patent/EP3256613B1/en active Active
- 2016-02-08 MX MX2017010248A patent/MX2017010248A/es unknown
-
2017
- 2017-08-24 ZA ZA2017/05773A patent/ZA201705773B/en unknown
-
2018
- 2018-06-06 US US16/001,297 patent/US10407745B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20180347003A1 (en) | 2018-12-06 |
| US10011885B2 (en) | 2018-07-03 |
| JP2018510268A (ja) | 2018-04-12 |
| RU2695850C2 (ru) | 2019-07-29 |
| ZA201705773B (en) | 2021-01-27 |
| BR112017017188A2 (pt) | 2018-04-10 |
| US20160230239A1 (en) | 2016-08-11 |
| KR20170113639A (ko) | 2017-10-12 |
| CA2976307A1 (en) | 2016-08-18 |
| EP3256613B1 (en) | 2020-04-08 |
| CN107406911B (zh) | 2019-09-24 |
| KR102228826B1 (ko) | 2021-03-17 |
| CA2976307C (en) | 2020-12-29 |
| RU2017131323A (ru) | 2019-03-11 |
| US10407745B2 (en) | 2019-09-10 |
| MX2017010248A (es) | 2017-11-28 |
| BR112017017188B1 (pt) | 2021-07-13 |
| CN107406911A (zh) | 2017-11-28 |
| EP3256613A1 (en) | 2017-12-20 |
| JP6784700B2 (ja) | 2020-11-11 |
| CN110592402A (zh) | 2019-12-20 |
| RU2017131323A3 (uk) | 2019-06-20 |
| WO2016130470A1 (en) | 2016-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10407745B2 (en) | Methods for producing titanium and titanium alloy articles | |
| UA120868C2 (uk) | Титановий сплав | |
| CA3109213A1 (en) | High-strength titanium alloy for additive manufacturing | |
| US10947613B2 (en) | Alloys for highly shaped aluminum products and methods of making the same | |
| CN114161028B (zh) | 一种提高钛合金焊丝性能的加工方法 | |
| US20210164085A1 (en) | Thermo-hydrogen refinement of microstructure of titanium materials | |
| CN105798552B (zh) | 一种粉末冶金tc4钛合金螺栓的制备方法 | |
| US20230279533A1 (en) | Thermo-Hydrogen Refinement of Microstructure of Titanium Materials | |
| JP2018510268A5 (uk) | ||
| JP6577707B2 (ja) | チタン板、熱交換器用プレート、燃料電池用セパレータおよびチタン板の製造方法 | |
| JP5941070B2 (ja) | 高強度及び高成形性を有するチタン合金の製造方法及びこれによるチタン合金 | |
| US5092940A (en) | Process for production of titanium and titanium alloy material having fine equiaxial microstructure | |
| CN114411024B (zh) | 一种阳极氧化5xxx系铝材用扁锭及其制备方法 | |
| JP6214217B2 (ja) | チタン合金の製造方法 | |
| CN116179889A (zh) | 一种铜合金棒材及其制备方法 | |
| JP2024518681A (ja) | 高強度ファスナを製造するための材料およびそれを製造するための方法 | |
| JP2018053320A (ja) | α＋β型チタン合金熱間押出形材およびその製造方法 | |
| JP6623950B2 (ja) | 耐力と延性のバランスに優れるチタン板とその製造方法 | |
| CN115927815A (zh) | 一种高性能超细晶铜合金带材短流程制备加工方法 | |
| CN116855803A (zh) | 一种铝瓶瓶体用铝合金带材及其制备方法 |