Способ термической обработки полуфабрикатов из титановых сплавов мартенситного класса

 

(19)SU(11)1154967(13)A1(51)  МПК ⁶    _C22F1/18(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам термической обработки полуфабрикатов из титановых сплавов мартенситного класса, и может быть использовано в машиностроении и авиационной технике. Известен способ термической обработки полуфабрикатов из титановых сплавов, заключающийся в закалке их из ( + )-области и последующем старении. Однако после такой обработки, обеспечивающей оптимальное сочетание механических свойств, сплавы мартенситного класса не обладают термомеханической памятью. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ термической обработки титанового сплава мартенситного класса ВТ16, включающий нагрев до 770^о С, выдержку и последующую закалку с этой температуры. Однако после такой обработки степень восстановления формы остается на низком уровне. Это обусловлено тем, что выделяющаяся первичная -фаза, распределенная равномерно по телу -зерна, препятствует росту мартенситных пластин при ->> превращении, тем самым снижая обратимую часть накапливаемой деформации. Цель изобретения повышение степени восстановления формы. Цель достигается тем, что в способе термической обработки полуфабрикатов из титановых сплавов мартенситного класса, включающем нагрев в ( + )-область, выдержку и последующую закалку, предварительно проводят отжиг при температуре на 20-50^о С выше температуры полиморфного превращения в течение 0,5-3 ч, после чего охлаждают со скоростью 0,01-1,0% до температуры нагрева в ( +)-области, а выдержку проводят в течение 0,5-3,0 ч. Другое отличие состоит в том, что нагрев проводят при температуре на 30-180^оС ниже температуры полиморфного превращения. Положительный эффект способа обусловлен следующим. Предварительный отжиг в -области позволяет провести рекристаллизацию -фазы и вырастить -зерно необходимых размеров, а последующее медленное охлаждение через границу + / областей и выдержка при температуре ( + ) области позволяют добиться выделения -фазы в основном по границе исходного -зерна в виде сплошной "оторочки". При этом плотность выделений фазы по телу зерна существенно уменьшается, что способствует непрерывному росту мартенситных пластин в -фазе при приложении внешних напряжений без нарушения когерентности их решеток и, в конечном итоге, обеспечивает повышение характеристик термомеханической памяти. По предложенному способу обрабатывают горячекатаные прутки __ 16 мм из сплавов ВТ23 и ВТ6, температура полиморфного превращения (Тпп) которых составляет 910 и 1030^о С соответственно. Степень восстановления формы (СВФ) деформированных образцов ( 3%) определяют при нагреве от комнатной температуры (температура деформации) до 250^оС, СВФ рассчитывают по формуле
СВФ 100% где l_в удлинение образца после деформации растяжением;
l_д укорочение образца за счет восстановления формы. В таблице приведены сравнительные данные образцов сплавов, обработанных известным способом, предложенным, а также по режимам, выходящим за пределы предложенных интервалов варьирования признаков. Как видно из таблицы, обработка по предложенному способу сплавов типа ВТ23 обеспечивает повышение СВФ в 1,5-2,5 раза по сравнению с известным, а для сплавов типа ВТ6 позволяет придать свойства термомеханической памяти, которые вообще отсутствуют после обработки известным способом. Полуфабрикаты, обработанные по предложенному способу, могут быть использованы в отдельных конструкциях взамен элементов из никелида титана, что обеспечит выигрыш в весе, а также удешевит конструкцию.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА, включающий нагрев в (+) область, выдержку и последующую закалку, отличающийся тем, что, с целью повышения степени восстановления формы, предварительно проводят отжиг при температуре на 20-50^oС выше температуры полиморфного превращения в течение 0,5-3,0 ч после чего охлаждают со скоростью 0,01-1,0^oС до температуры нагрева в (+) области, а выдержку проводят в течение 0,5-3,0 ч. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев проводят при температуре на 30-180^oС ниже температуры полиморфного превращения.

РИСУНКИ

Рисунок 1